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Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine
und befaßt sich insbesondere mit Verbesserungen der in
der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 215 194 des
Anmelders beschriebenen Maschine.
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In den vergangenen Jahren wurde eine Vielzahl von
Bauarten für rotierende Brennkraftmaschinen vorgeschlagen
und dennoch, trotz der Vielzahl derartiger rotierender
Bauarten und trotz der offensichtlichen Vorteile der der
rotierenden Bauart inhärenten Bewegung in eine Richtung,
wird weiterhin die große Mehrzahl der verkauften
Brennkraftmaschinen durch Maschinenbauarten mit Hin- und
Herbewegung verwirklicht. Dies liegt wahrscheinlich daran,
weil die verschiedenen vorgeschlagenen rotierenden
Bauarten entweder zu kompliziert für die Massenherstellung
sind, im Betrieb ineffizient sind, einen
unverhältnismäßigen Wartungsaufwand erfordern oder eine
vergleichsweise kurze Lebensdauer haben.
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Diese Erfindung betrifft eine rotierende
Brennkraftmaschine der Bauart, bei der zwei rotierende Kolben oder
Flügelräder mit konzentrischen Wellen oder Naben
verbunden sind, wobei der vorlaufende und der
nachlaufende Kolben so rotieren, daß sie sich alternativ einander
annähern oder voneinander entfernen, um den Einlaß, die
Verdichtung, die Zündung, die Expansion und den Auslaß
einer entzündbaren Brennstoffmischung zu erlauben.
Bekannte rotierende Brennkraftmaschinen dieser Bauart waren
nicht in der Lage, die in gewisser Weise unvorhersehbare
und anscheinend zufällige Bewegung der beiden Kolben zu
einer kalkulierbaren, nutzbaren Bewegung einer
Ausgangswelle zu wandeln. Bekannte Versuche zur Schaffung einer
vorhersehbaren oder nutzbaren Bewegung der Ausgangswelle
beinhalteten die angestrebte Anwendung eines vorgebbaren
Programms zu Steuerung des Verdichtungs- und des
Expansionshubs, wobei ein vorgegebener Bewegungsablauf
zwischen den Kolben durch die Anwendung von Mitnehmern,
Nocken, Planetenrädern, Kurbeln, Nuten, Schlitzen,
Rollen oder ähnlichen Verbindungselementen geschaffen
werden. Diese bekannten Versuche zur Schaffung einer
vorhersehbaren, nutzbaren Bewegung der Ausgangswelle durch
Vorgabe eines festen Bewegungsablaufs zwischen den
Kolben waren jedoch nicht erfolgreich, da sie nicht
ausgeglichene Spannungen erzeugten, die dazu führten, daß die
Maschine buchstäblich auseinandergerissen wurde. Des
weiteren ergeben sich Maschinenbauarten, die unangemessen
kompliziert sind, unangemessen teuer in der Herstellung
sind und einen unverhältnismäßig großen Wartungsaufwand
erfordern.
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Eine rotierende Brennkraftmaschine, die viele dieser in
Verbindung mit gemäß dem Stand der Technik ausgebildeten
Rotationsbrennkraftmaschinenbauarten zusammenhängender
Probleme beseitigt, ist in der EP-A-0 215 194 des Anmelders
offenbart. Die dort offenbarte Maschine hat eine erste auf
einer Achse angeordnete etwa zylindrische Brennkammer,
ein erstes Flügelpaar, das in der ersten Brennkammer zur
voneinander unabhängigen Rotation um die Achse angeordnet
ist, ein erstes Paar konzentrischer Antriebswellen, die
auf der Achse angeordnet sind und jeweils in
Antriebsverbindung mit dem ersten Flügelpaar stehen, ein Gehäuse, eine
erste Steuereinrichtung, die eine Antriebsverbindung
zwischen dem ersten Paar Antriebswellen und dem Gehäuse
schafft und eine Bewegung in Uhrzeigerrichtung des ersten
Paars Antriebswellen in bezug auf das Gehäuse erlaubt,
während eine Relativbewegung im Gegenuhrzeigersinn
ausgeschlossen ist, so daß das erste Flügelpaar in der ersten
Kammer in Uhrzeigerrichtung frei rotieren kann und
simultan eine Rotation relativ zueinander ausführen kann, eine
erste Wandlereinrichtung mit einer ersten Ausgangswelle,
die in Antriebsverbindung mit dem ersten Flügelpaar steht
und die Rotation in Uhrzeigerrichtung des ersten
Flügelpaars und die Relativrotation des ersten Flügelpaars in
eine in einer Richtung verlaufende Rotation der ersten
Ausgangswelle wandelt, eine Zündvorrichtung, die mit der
ersten Brennkammer verbunden ist, zumindest eine
Einlaßöffnung in die erste Brennkammer, die in Umfangsrichtung von
der zugeordneten Zündvorrichtung beabstandet ist,
zumindest eine Auslaßöffnung aus der ersten Brennkammer, die
in Umfangsrichtung von der zugeordneten Zündvorrichtung
und der zugeordneten Einlaßöffnung beabstandet ist, und
eine Einrichtung zur Abgabe einer Brennstoffcharge in die
erste Brennkammer. Obwohl diese Maschinenbauart viele der
Probleme der rotierenden Brennkraftmaschinen gemäß dem
Stand der Technik beseitigt, kann die Einrichtung, die
vorgesehen ist, um die Rotation der Flügel in eine einzige
Richtung festzulegen, bei bestimmten Anwendungsarten
unerwünschte Maschinenschwingungen erzeugen, da die
Reaktionskräfte durch die Vorrichtung zur Festlegung der
Rotationsrichtung absorbiert werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, eine verbesserte rotierende Brennkraftmaschine
zu schaffen, die alle Vorteile der Maschine gemäß
EP-A-0 215 194 beibehält, wohingegen die bei dieser
bekannten Maschine erzeugten Reaktionsschwingungen im wesentlichen
beseitigt werden sollen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Maschine dadurch
gekennzeichnet, daß eine zweite im wesentlichen
zylindrische Brennkammer auf der Achse angeordnet und in
Axialrichtung von der ersten Brennkammer beabstandet ist, so daß
ein Zwischenraum zwischen beiden Brennkammern definiert ist,
daß das Gehäuse in dem Zwischenraum angeordnet und um die
Achse drehbar montiert ist und daß die Maschine des weiteren
ein zweites Flügelpaar, das in der zweiten Brennkammer zur
unabhängigen Drehung um die Achse angeordnet ist, ein
zweites Paar konzentrischer Wellen, die auf der Achse
angeordnet sind und jeweils in Antriebsverbindung mit dem zweiten
Flügelpaar stehen, eine zweite Steuereinrichtung, die das
zweite Paar Antriebswellen und das Gehäuse in
Antriebsverbindung zueinander setzt und eine Bewegung in
Gegenuhrzeigerrichtung des zweiten Paars Antriebswellen in bezug auf
das Gehäuse erlaubt, während eine Relativbewegung in
Uhrzeigerrichtung ausgeschlossen ist, so daß das zweite
Flügelpaar in Gegenuhrzeigerrichtung frei in der zweiten Kammer
rotieren kann und simultan eine Relativrotation zueinander
ausführen kann, eine zweite Wandlereinrichtung mit einer
zweiten Ausgangswelle, die in Antriebsverbindung mit dem
zweiten Flügelpaar steht und die Rotation in
Gegenuhrzeigerrichtung des zweiten Flügelpaars und die
Relativrotation des zweiten Flügelpaars in eine in eine Richtung
verlaufende Rotation der zweiten Ausgangswelle wandeln kann,
eine Zündvorrichtung, die mit der zweiten Brennkammer in
Verbindung steht, zumindest eine Einlaßöffnung in die
zweite Brennkammer, die in Umfangsrichtung von der zugeordneten
Zündvorrichtung beabstandet ist, zumindest eine
Auslaßöffnung aus der zweiten Brennkammer, die in Umfangsrichtung
von der zugeordneten Zündvorrichtung und der zugeordneten
Einlaßöffnung beabstandet ist, und eine Einrichtung zur
Abgabe einer Brennstoffcharge in die zweite Brennkammer
aufweist.
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Diese Anordnung ermöglicht einen Ausgleich der von den
Flügeln der ersten Brennkammer erzeugten Reaktionskräfte
durch die von den Flügeln der zweiten Brennkammer
erzeugten Reaktionskräfte. Des weiteren wird durch die Anordnung
des Gehäuses für die Steuereinrichtung in dem Zwischenraum
zwischen den Brennkammern eine kompakte
Maschinengestaltung und eine Vereinfachung des Vorgangs der
Ausgleichbeziehung zwischen den Reaktionskräften, die in den beiden
Brennkammern erzeugt werden, ermöglicht. Des weiteren
erlaubt die Anordnung, daß die Reaktionskräfte von beiden
Brennkammern auf das gemeinsame Gehäuse geleitet werden
und daß das Gehäuse eine Rotation in dem Fall ausführen
kann, daß die Reaktionskräfte, die durch die
entsprechenden Kammern erzeugt werden, unausgeglichen sind.
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Vorzugsweise erstreckt sich das erste Paar konzentrischer
Antriebswellen in Axialrichtung auf der einen Seite der
ersten Brennkammer zum Anschluß an die erste
Steuereinrichtung und in Axialrichtung auf der anderen Seite der
ersten Brennkammer zum Anschluß an die erste
Wandlereinrichtung; das zweite Paar konzentrischer Antriebswellen
erstreckt sich in Axialrichtung auf der einen Seite der
zweiten Brennkammer zum Anschluß an die zweite
Steuereinrichtung und in Axialrichtung auf der anderen Seite der
zweiten Brennkammer zum Anschluß an die zweite
Wandlereinrichtung.
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Die Maschine kann eine zentrale Ausgangswelle aufweisen,
die auf der Achse drehbar innerhalb des ersten und des
zweiten Paars konzentrischer Antriebswellen angeordnet
ist und sich von der ersten Ausgangswelle durch die erste
Brennkammer, durch das Gehäuse, durch die zweite
Brennkammer und durch die zweite Wandlereinrichtung erstreckt,
so daß sie die Kraft von beiden Ausgangswellen zu einem
Ende der Maschine für eine geeignete Kraftabgabe
überträgt.
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Die Maschine kann Bremseinrichtungen aufweisen, die mit
dem Gehäuse verbindbar sind, um das Gehäuse wahlweise zu
bremsen, so daß eine zu starke Drehung des Gehäuses um die
Achse ausgeschlossen ist.
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Die erste und zweite Steuereinrichtung können erste und
zweite Sperreinrichtungen aufweisen.
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Eine Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung wird nunmehr
an Hand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die
Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen:
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Figur 1 eine schematische Längsschnittdarstellung
der erfindungsgemaßen Maschine;
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Figuren
2, 4 und
5 Querschnittdarstellungen längs der Linien
2 - 2, 4 - 4 und 5 - 5 in Figur 1;
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Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer einen
Flügel und eine Welle aufweisenden
Teilanordnung, die in der erfindungsgemäßen
Maschine verwendet wird; und
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Figur 6 eine schematische Darstellung des
Bremsmechanismus, wie er in der erfindungsgemäßen
Maschine verwendet wird.
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Die erfindungsgemäße Maschine umfaßt im wesentlichen eine
Gehäuseeinrichtung 10, eine erste Flügelanordnung 12, eine
zweite Flügelanordnung 14, eine Steuereinrichtung 16, eine
erste Wandlereinrichtung 18 und eine zweite
Wandlereinrichtung 20.
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Die Gehäuseeinrichtung 10 hat ein Basisteil 22, ein erstes
Gehäuseteil 24, das sich aufrecht vom Basisteil 22 erstreckt,
und ein zweites Gehäuseteil 26, das sich aufrecht vom
Basisteil 22 erstreckt und in Axialrichtung zum Gehäuseteil 24
beabstandet ist. Das Gehäuseteil 24 ist zylindrisch und
bildet in sich eine zylindrische Brennkammer 24a aus. Das
Gehäuseteil 26 ist ebenfalls zylindrisch und bildet in sich
eine zylindrische Brennkammer 26a aus. Die Gehäuseteile 24
und 26 sind koaxial angeordnet, so daß die zylindrischen
Brennkammern 24a und 26a ebenfalls koaxial angeordnet sind.
Eine Zünd- oder Glühkerze 28 ist an der Stelle des oberen
Totpunkts im Gehäuse 24 angeordnet und steht mit der
Brennkammer 24a in Verbindung; Einlaß- und Auslaßöffnungen 30
und 32 sind neben dem der Kerze 28 etwa gegenüberliegenden
unteren Ende des Gehäuseteils vorgesehen. Zum Beispiel
können die Einlaß- und Auslaßöffnungen auf entgegengesetzten
Seiten und etwa 20 Grad versetzt des bzw. vom unteren
Totpunkt bzw. der bzw. von der Sechsuhrstellung des
Gehäuseteils angeordnet sein. Ähnlich ist eine Zünd- oder
Glühkerze 34 an der Stelle des oberen Totpunkts des
Gehäuseteils 26 vorgesehen und in Verbindung mit der Brennkammer
26a. Einlaß- und Auslaßöffnungen (nicht dargestellt) sind
neben dem der Kerze 34 etwa gegenüberliegenden unteren Ende
des Gehäuseteils vorgesehen. Eine geeignete
Brennstoffmischung kann der Einlaßöffnung 30 der Brennkammer 24a
durch eine Brennstoffleitung 35 zugeführt werden und eine
ähnliche Brennstoffleitung (nicht dargestellt) schafft
eine Brennstoffmischung zur Einlaßöffnung der Brennkammer
26a.
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Wie sich am besten aus den Figuren 1 und 3 ergibt, ist die
Teilflügelanordnung 14 innerhalb des Gehäuseteils 26
angeordnet und hat eine erste Hohlwelle 36 mit in Axialrichtung
zueinander beabstandeten separaten Abschnitten 36a und 36b;
eine zweite Hohlwelle 38 ist konzentrisch innerhalb der
Welle 36 gelagert; ein erster Drehf lügel 40 ist an den
Wellenabschnitten 36a und 36b befestigt; ein zweiter Drehflügel
42 ist an der Welle 38 befestigt.
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Der Flügel 40 hat einen ersten 40a und einen zweiten
Abschnitt 40b, die zueinander ausgerichtet sind. Der
Abschnitt 40a ist längs einer inneren Flügelkante 40c am
Wellenabschnitt 36a befestigt und ist mit einem
zwischengeordneten Innenkantenabschnitt 40e, der der Welle 38 nahe
jedoch verschieblich gegenüberliegt, bei 40d mit dem
Wellenabschnitt 36b verbunden. Entsprechend ist der
Flügelabschnitt 40b längs der inneren Flügelkante 40c mit dem
Wellenabschnitt 36a verbunden und mit dem zwischengeordneten
Flügelkantenabschnitt 40e, der der Welle 38 nahe jedoch
verschieblich gegenüberliegt, bei 40d mit der Welle 36b
verbunden.
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Der zweite Flügel 42 hat einen ersten 42a und einen zweiten
Abschnitt 42b. Der Flügelabschnitt 42a ist längs der
inneren Flügelkante 42c mit der Welle 38 verbunden und liegt
dem Wellenabschnitt 36a bei 42d und dem Wellenabschnitt 36b
bei 42e nahe jedoch verschieblich gegenüber. Der
Flügelabschnitt 42b ist in bezug auf die Welle 38 und die
Wellenabschnitte 36a und 36b ähnlich montiert und angeordnet.
Die Flügel 40 und 42 sind so geformt, daß sie so eng als
möglich in die Brennkammer 26a eingepaßt sind, ohne daß
sie die Kammer bei ihrer Rotation relativ zur Kammer
tatsächlich berühren. Falls erwünscht kann innen Öl oder ein
Schmiermittel verwendet werden, um die Kanten der Flügel
und die benachbarten Wände der Kammer zu schützen, obwohl,
bei guter Kontrolle der Passung zwischen den Flügeln und
der Wände der Brennkammer, innen ein Schmiermittel nicht
erforderlich sein muß. Wie dargestellt haben die Flügel
im Querschnitt eine im wesentlichen keilförmige Form.
Obwohl auch andere Flügelformen verwendet werden können,
ist die offenbarte Keilform wünschenswert, da sich, wenn
die Flügel sich während ihrer Relativdrehung innerhalb
der Brennkammer aneinander annähern, ihre Flächen in eine
zueinander parallele Lage bewegen, um die Gefahr, daß
irgendwelche Vorsprünge auf den Flächen des einen oder
anderen Flügels mit dem benachbarten Flügel in Berührung
kommen, zu minimieren.
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Die Flügelanordnung 12 ist im wesentlichen
spiegelbildlich zur Flügelanordnung 14 und ist innerhalb der
Brennkammer 24a angeordnet, die Anordnung 12 hat Flügel 44 und
46, die mit Wellenabschnitten 48a und 48b und mit einer
Welle 50 in der mit Bezugnahme auf die Anordnung 14
beschriebenen Weise zusammenwirken.
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Wenn die Flügelanordnungen 12 und 14 innerhalb der Kammern
24a und 26a zusammengebaut sind, werden die
Wellenabschnitte 36a
und 36b in geeigneter Weise jeweils in den einander
gegenüberliegenden runden Seitenwänden 26b und 26c des
Gehäuseteils 26 und die Wellenabschnitte 48a und 48b in
geeigneter Weise jeweils in den runden Seitenwänden 24b und
24c des Gehäuseteils 24 gelagert.
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Die Steuereinrichtung 16 hat ein Gehäuse 52, eine erste
Sperreinrichtung 54 und eine zweite Sperreinrichtung 56.
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Das Gehäuse 52 hat einen Randabschnitt 52a und einen
zentralen Nabenabschnitt 52b. Der Nabenabschnitt 52b ist auf
den einander gegenüberliegenden inneren Enden der Wellen
38 und 50 gelagert, um das Gehäuse 52 drehbar um die
zentrale Längsachse der Maschine zu montieren.
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Die erste Sperreinrichtung 54 hat einen ersten runden
Sperrkörper 58, der am Wellenabschnitt 48b befestigt ist,
und eine Vielzahl Kugeln 60, die jeweils in einer Vielzahl
von in Umfangsrichtung beabstandeten Taschen 58a
aufgenommen sind, die am Umfang des Sperrkörpers 58 vorgesehen sind,
und einen zweiten runden Sperrkörper 62, der an der Welle
50 befestigt ist und eine Vielzahl Kugeln 64 aufweist, die
in einer Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten
Taschen (nicht dargestellt) aufgenommen sind, die am Umfang
des Sperrkörpers 62 vorgesehen sind.
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Die Sperrkörper 58 und 62 sind innerhalb der linken
Abteilung 52c des Gehäuses 52 angeordnet, wobei die runden
Außenumfänge der Sperrkörper den benachbarten runden
Innenumfängen des Randabschnitts 52a des Gehäuses 52
gegenüberliegen. Wie am besten aus Figur 4 hervorgeht, wirken
die Sperrkörper 58 und 62 und die Kugeln 60 und 64 in
bekannter Weise mit den benachbarten Innenumfängen des
Gehäuserandabschnitts 52a zusammen, um eine Drehung im
Gegenuhrzeigersinn der Wellen 48b und 50 in bezug auf das
Gehäuse 52 zu verhindern, wie aus Figur 4 hervorgeht,
wohingegen in Uhrzeigerrichtung eine freie Drehung der Wellen
in bezug auf das Gehäuse 52 möglich ist.
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Die zweite Sperreinrichtung 56 hat einen ersten runden
Sperrkörper 66, der an der Welle 36a befestigt ist, und
eine Vielzahl Kugeln 68, die jeweils in einer Vielzahl
in Umfangsrichtung beabstandeter Taschen 66a aufgenommen
sind, die auf dem Umfang des Sperrkörpers 66 ausgebildet
sind, und einen zweiten runden Sperrkörper 70, der an der
Welle 38 befestigt ist und eine Vielzahl Kugeln 72
aufweist, die jeweils in einer Vielzahl in Umfangsrichtung
beabstandeter Taschen (nicht dargestellt) aufgenommen sind,
die am Umfang des Sperrkörpers 70 vorgesehen sind. Die
Sperrkörper 66 und 70 sind in der rechten Abteilung 52d
des Gehäuses 52 angeordnet, wobei die runden Umfänge der
Sperrkörper den benachbarten runden Innenumfängen des
Randabschnitts 52a des Gehäuses 52 gegenüberliegen und wobei
die Sperrkörper und die Kugeln in bekannter Weise mit dem
Gehäuse zusammenwirken, wie sich am besten aus Figur 5
ergibt, um eine Drehung in Uhrzeigerrichtung der betreffenden
Wellen in bezug auf das Gehäuse zu verhindern, wohingegen
in Gegenuhrzeigerrichtung eine freie Relativdrehung zwischen
den entsprechenden Wellen und dem Gehäuse möglich ist.
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Der Wandlermechanismus 18 hat ein Gehäuse 74, welches eine
Ausgangswelle für den Wandlermechanismus bildet, und eine
Vielzahl Kegelzahnräder 76, 78, 80, 82, die innerhalb des
Gehäuses 74 angeordnet sind. Das Kegelzahnrad 76 ist in
Antriebsverbindung an der Welle 50 befestigt; das
Kegelzahnrad 78 ist in Antriebsverbindung am Wellenabschnitt
48a befestigt; die Kegelzahnräder 80 und 82 kämmen mit den
Zahnrädern 76 und 78 und sind im Axialabstand zueinander
auf einer Ritzelwelle 84 befestigt, die ihrerseits an ihrem
oberen und an ihrem unteren Ende in Lagerabschnitten 74a
und 74b des Gehäuses 74 gelagert ist.
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Der Wandlermechanismus 20 ist im wesentlichen dem
Mechanismus 18 ähnlich und hat ein Gehäuse 86, das eine
Ausgangswelle
des Wandlermechanismus bildet, und eine Vielzahl
Kegelzahnräder 88, 90, 92 und 94, die innerhalb des Gehäuses
86 angeordnet sind. Das Kegelzahnrad 88 ist in
Antriebsverbindung an der Welle 38 befestigt; das Zahnrad 90 ist in
Antriebsverbindung am Wellenabschnitt 36b befestigt; die
Kegelzahnräder 92 und 94 kämmen mit den Zahnrädern 88 und 90
und sind im Axialabstand zueinander auf einer Ritzelwelle
96 befestigt, die ihrerseits an ihrem oberen und ihrem
unteren Ende in Lagerabschnitten 86a und 86b des Gehäuses
86 gelagert ist.
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Die erfinderische Maschine hat des weiteren eine
Zentralwelle 98, die an ihrem linken Ende, wie in Figur 1 dar
gestellt, am Gehäuse 74 befestigt ist und von dort aus
durch den Wandlermechanismus 80, dann konzentrisch
innerhalb der Wellen 50 und 48 durch die Brennkammer 24a,
von dort konzentrisch innerhalb der Wellen 50 und 38
durch die Steuereinrichtung 16, von dort konzentrisch
innerhalb der Wellen 36 und 38 durch die Brennkammer 26a
und von dort durch den Wandlermechanismus 20 und durch eine
Lagereinrichtung 86c, die am rechten Ende des Gehäuse 86
vorgesehen ist, verläuft.
Betriebsweise
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Zum Anlassen der Maschine dreht ein Elektromotor (nicht
dargestellt) die Ausgangswellen 74 und 86, um eine
Anfangsdrehung auf die Flügel 44, 46 und 40, 42 zu übertragen. Um
sowohl eine differentielle Rotation als auch eine absolute
Rotation auf die Flügel zu übertragen, kann ein
Vorverdichter vorgesehen sein, so daß ein Ladungsstrom unter
Druck gesetzten Gases dem Einlaß jeder Brennkammer
zugeführt werden kann. Diese Ladung leitet den Verdichtungs-
und den Expansionshub der Maschine ein. Anstelle eines
Vorverdichters kann auch ein Turboladertank mit Druckluft,
ein Ventilator oder eine andere geeignete Einrichtung zur
Zufuhr von Gas verwendet werden. Aus Gründen der Klarheit
sind in der Zeichnung weder ein Vergaser noch andere
Brennstoffmischeinrichtungen
dargestellt.
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Die Bewegung der Flügel 44 und 46 durch die verschiedenen
Phasen des Maschinenbetriebs geht am besten aus Figur 2
hervor. Wenn die Flügel 44 und 46 in der in Figur 2
dargestellten Stellung sind, wird die Zündkerze 28 energiert,
um das Brennstoffgemisch zu zünden, das zwischen den
Flügelabschnitten 46a und 44a eingeschlossen ist. Wenn der
Brennstoff brennt und sich ausdehnt, wirkt er gegen den
Flügelabschnitt 44a, um den Flügel 44 zu einer Drehung in
Uhrzeigerrichtung zu zwingen. Der Flügelabschnitt 46a
wird durch den Sperrkörper 54 an einer Drehung im
Gegenuhrzeigersinn gehindert. Wenn der Flügelabschnitt 44a
sich dem Flügelabschnitt 46b annähert, werden die
Verbrennungsprodukte von der vorhergehenden Zündung durch die
Auslaßöffnung 32 ausgetrieben. Zur selben Zeit wird ein
neues Brennstoff/Luftgemisch durch die Einlaßöffnung 30
eingesaugt, wenn der Flügelabschnitt 44b sich vom
Flügelabschnitt 46b trennt und die Ladung, die in dem Raum
zwischen dem Flügelabschnitt 44b und dem Flügelabschnitt 46a
eingeschlossen ist, wird verdichtet. Da sich der
Flügelabschnitt 44b nahe zum Flügelabschnitt 46a bewegt, zwingt
der Druckaufbau im Raum zwischen den beiden
Flügelabschnitten den Flügelabschnitt 46a dazu, sich an der
Zündkerze 28 vorbeizubewegen, wonach eine neue Ladung zur
Zündung bereit ist, um den Zyklus zu komplettieren.
Unmittelbar bevor die Zündkerze die neue Ladung zündet, bewegen
sich beide Flügel 44 und 46 in Uhrzeigerrichtung. Nach der
Zündung wird der Flügel 46 verzögert und der Flügel 44
beschleunigt. Es kann gezeigt werden, daß für eine gegebene
Motordrosselstellung die Ausgangsdrehzahl der Antriebswelle
74 der Wandlereinrichtung 18 konstant ist, wenn die Flügel
44 und 46 während des Maschinenzyklus alternierend
beschleunigen und verzögern. Falls ein spezieller Flügel
durch seinen Sperrmechanismus stationär gehalten wird,
entspricht die Drehzahl der Antriebswelle 74 der Hälfte der
Drehzahl des anderen oder sich bewegenden Flügels.
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Die Bewegung der Flügel 40 und 42 durch die verschiedenen
Phasen des Maschinenbetriebs gleicht der, die mit Bezug zu
den Flügeln 44 und 46 beschrieben wurde, mit der Ausnahme,
daß die Sperrmechanismen, die den Flügeln 40 und 42
zugeordnet sind, bewirken, daß eine Drehung im Uhrzeigersinn der
Flügel verhindert ist, während eine freie Drehung im
Gegenuhrzeigersinn der Flügel möglich ist. Demgemäß werden die
durch den Sperrmechanismus, der den Flügeln 44 und 46
zugeordnet ist, absorbierten Reaktionskräfte durch die durch
den Sperrmechanismus, der den Flügeln 40 und 42 zugeordnet
ist, absorbierten Reaktionskräfte ausgeglichen.
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Wenn der Betrieb der Brennkammer 24a und der der Brennkammer
26a genau ausgeglichen sind, löschen die auf das Gehäuse
52 der Steuereinrichtung 16 eingeleiteten Reaktionskräfte
einander aus und das Gehäuse 52 wird sich nicht drehen. Falls
jedoch die Reaktionskräfte unausgeglichen werden, wird das
Gehäuse 52 beginnen zu rotieren. Eine langsame Rotation des
Gehäuses, z.B. 6 U/min, wird einen vernachlässigbaren Effekt
auf den Maschinenbetrieb haben. Bei dieser Drehzahl und
unter der Voraussetzung, daß die Ausgangswellen 74 und 86
sich mit 3600 U/min drehen, sind die Haltepunkte der Flügel
in den Brennkammern um weniger als 0,15 Grad versetzt.
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Eine übermäßige Rotation des Gehäuses 52 kann durch
unterschiedliche Mittel kontrolliert werden. Die
offensichtlichste Art ist die, die Ausgangsleistung oder die
Reaktionskräfte aus den beiden Brennkammern auszugleichen. Alternativ
kann zur Steuerung der Rotation eine Reibbremse oder
-kupplung verwendet werden.
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Ein geeigneter Bremsmechanismus für das Gehäuse 52 ist
schematisch in Figur 6 dargestellt und kann
Reibbremsklötze 100 aufweisen, die so angeordnet sind, daß sie
in Reibungseingriff mit diametral gegenüberliegenden
Seiten des Gehäuses 52 geraten. Jeder Klotz 100 kann auf
einem vertikal angeordneten Gelenkarm 102 angeordnet sein,
der schwenkbar an seinem unteren Ende am Basisteil 22 und
an seinem oberen Ende am Block angelenkt ist. Jeder Klotz
kann wahlweise in und außer Reibbremseingriff mit der
Trommel 52 bewegt werden, und zwar durch eine
Hydraulikzylinderanordnung 104, die auf dem Basisteil 22 montiert
ist und einen Zylinder 106, einen Kolben 108 und eine
Pleuelstange 110 aufweist, die an ihrem freien äußeren
Ende an der Schwenkverbindung zwischen dem Klotz und dem
oberen Ende des Gelenkarms 102 mit dem Klotz 100 verbunden
ist. Es ist klar, daß die Zylinderanordnungen 104 in
geeigneter Weise entweder individuell oder gemeinsam
gesteuert werden können, um wahlweise mit der Trommel 52
in Verbindung zu treten und wahlweise eine übermäßige
Rotation des Gehäuses zu verhindern.
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Als weitere Alternative zur Kontrolle einer übermäßigen
Rotation des Gehäuses 52 kann das Gehäuse mit einer
Spiralfeder verbunden sein, die an der Basis des Gehäuses
befestigt ist, um dessen Drehung zu kontrollieren und zu
begrenzen.
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Der Ausgleich der Ausgangsleistungen der beiden Brennkammern
ist vereinfacht, da der Maschinenbetrieb inhärent stabil ist.
Falls beispielsweise die Flügelanordnung 14 ihre
Ausgangsleistung in bezug zu der der Flügelanordnung 12 erhöht,
wird das Reaktionsmoment von der Anordnung 14 im gleichen
Ausmaß ansteigen. Das Zuwachsmoment, das in derselben
Richtung wie die Rotation der Ausgangswellen der Anordnung 12
wirkt, wird durch das Sperrgehäuse auf die der Anordnung
12 zugeordneten Wellen übertragen. Diese zusätzliche Leistung
hilft der Anordnung 12 es der Anordnung 14 gleichzumachen.
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Unter idealen Bedingungen werden im Falle der Erfindung
Maschinenschwingungen im wesentlichen elimiert, da alle
bewegenden Teile um ihre Schwerpunkte drehen und alle
Reaktionskräfte innerhalb der Maschine ausgelöscht werden. Die
Maschine kann somit Drehzahlen in dem Bereich zwischen denen
von herkömmlichen Brennkraftmaschinen und von Gasturbinen
erreichen.
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Für die erfindungsgemäße Maschine existieren verschiedene
potentielle Einsatzmöglichkeiten der Luftfahrt.
Beispielsweise kann die Maschine dem Doppelrotor eines Hubschraubers
Leistung zuführen. Des weiteren kann die Maschine benutzt
werden, um Gegentaktpropeller eines Flugzeugs zu drehen.
Die erfindungsgemäße Maschine ist des weiteren gut dazu
geeignet, gegenlaufende Propeller bei einem Flugzeug
anzutreiben. Bei dieser Anwendung würde die zentrale
Antriebswelle 98 verwendet, um die Leistung von beiden
Brennkammern am rechten Ende der Maschine von der Maschine
abnehmen zu können, wie in Figur 1 dargestellt.
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Die erfindungsgemäße Maschine wurde in vielerlei Hinsicht
und in einer konzeptionellen oder schematischen Weise
beschrieben. Weitere Einzelheiten hinsichtlich der
konstruktiven Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Maschine und
ihrer Betriebsweise sind in der parallelen Anmeldung mit
der Nr. 773 636 des Anmelders offenbart, deren Offenbarung
durch Bezugnahme in diese Anmeldung einbezogen wird.