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Brennkraftmaschine mit zwei Drehkolbengruppen Es ist eine Brennkraftmaschine
mit zwei in einem Ringraum sich bewegenden Kolbengruppen bekannt, welche abwechselnd
sich drehen und stillstehen und deren Bewegungen in eine gleichförmige der Triebwelle
umgeformt werden, indem die beiden die Kolbengruppen tragenden Wellen abwechselnd
mit der Triebwelle unmittelbar so gekuppelt werden, daß die Geschwindigkeit der
jeweils gekuppelten Welle allmählich ansteigt bzw. abfällt, während die Triebwelle
gleichförmig angetrieben wird und stets die nicht gekuppelte Welle gegen Bewegungen
in beiden Richtungen gesperrt ist. Die abwechselnden Bewegungen der Kolben erfolgen
bei dieser bekannten Ausführung unmittelbar nacheinander.
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Erfindungsgemäß soll eine derartige Maschine so ausgebildet werden,
daß sich die beiden Kolbengruppen zwischen ihren Einzelbewegungen jedesmal ein Stück
gemeinsam drehen. Dadurch wird eine einfache Schlitzsteuerung für den Ein- und Auslaßermöglicht,
bei der für den Ein- und Austritt der Gase genügend Zeit gelassen werden kann.
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Die Bewegung der Kolben. nach der Erfindung wird durch ein Getriebe
bewirkt, welches zwei an den beiden Wellen der Kolbengruppen angebrachte Scheiben
enthält, die abwechselnd mit 'Zapfen in der gewünschten Bewegung entsprechend geformte
Aussparungen eines auf der Triebwelle, sitzenden An triebsrades eingreifen. Die
jeweils nichteingreifende Scheibe ist dadurch gegen Bewer gungen in beiden Richtungen
gesperrt, daß zwei Zapfen dieser Scheibe auf den Umfangszwischenstöcken zwischen
den Aussparungen des . Antriebsrades gleiten. Die Sperrung ist bei diesem Getriebe
besonders .einfach und sicher.
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Die erwähnte bekannte Ausführung besitzt zwar auch ein Getriebe mit
auf einer Scheibe sitzenden Zapfen, welche in der gewünschten Bewegung entsprechend
geformte Aussparungen anderer Scheiben eingreifen. Bei diesem Getriebe sind aber
für die Sperrung außer den 'Zapfen, welche bei dieser Ausführung von der auf der
Triebwelle sitzenden Scheibe getragen werden, noch besondere Ansätze an den Gegenscheiben
nötig. Weiter ist auch ein Getriebe bekannt, bei dem sich Vorsprünge der auf den
Kolbenwellen sitzenden Scheiben oder Räder zeitweise gegen die Umfangsfläche des
Gegenrades legen. Bei diesem bekannten Getriebe ist aber keine allmähliche Zunahme
und Abnahme der Geschwindigkeit der jeweils gekuppelten Welle erreicht.
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In der Zeichnung ist ein Motor nach der Erfindung dargestellt, in
Abb. i im Schnitt in der Achsrichtung, in Abb. z im Schnitt senkrecht zur Achse.
Abb.3 zeigt das zu dem Motor gehörige Getriebe in der Vorderansicht, Abb. q. im
Schnitt. In Abb. 5 ist das Getriebe während der gemeinsamen Bewegung beider Wellen
dargestellt.
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Auf zwei sich übereinander drehenden Hohlwellen, einer inneren, i,
und einer äußereu,
2, sind außen je acht als Flügel. ausgebildete
Kolben in gleichen Abständen angebracht, auf der inneren Welle i die Kolben 3- i
o, auf der äußeren Welle 2 die Kolben i i-18. In der inneren Welle i befindet sich
das feste doppelwandige Innengehäuse i9. In diesem ist zwischen den beiden Wänden
ein Hohlraum 2o zur Wasserkühlung vorgesehen. Das Innengehäuse bildet ein Stück
mit dem festen Außengehäuse 21. An der Getriebeseite ist das Außengehäuse als Deckel
22
ausgebildet. Der Kühlraum 2o setzt sich im Außengehäuse 21 und im Deckel
22 zwischen Doppelwänden fort. In das Innere des Innengehäuses i 9 treten von außen
die Gaszuführungsrohre 23 und 24 und die Auspuffrohre 25 und 25a ein. Das 'Zuführungsrohr
23 steht durch Rohre mit den Öffnungen 26-29 des Innengehäuses in Verbindung, das
Auspuffrohr 25a ebenso mit den Öffnungen 30-33 des Innengehäuses. Die Öffnungen
2ö-33 des Innengehäuses liegen alle in gleicher Breite und gleichem Abstand vom
Außenrand des Inne gehäuses auf einem Ring, der in Abb. i mit 34 bezeichnet ist.
Ebenso stehen Zuführungsrohr 24 und Auspuffrohr 25 mit je vier Öffnungen des Innengehäuses
in Verbindung, die alle in gleicher Breite und gleichem Abstande vom Außenrand des
Innengehäuses auf einem in der Abb. i mit 35 bezeichneten Ring liegen. Genau über
dem durch - die Löcher des Innengehäuses gebildeten Ring 34 befinden sich in der
inneren Hohlwelle i die Löcher 36-43, in der äußeren Hohlwelle 2 die Löcher 44-51.
In genau entsprechender Anordnung sind in den beiden Wellen über dem Ring 35 je
acht Löcher angebracht. Im Außengehäuse sind in der Mittelebene durch den Motor
senkrecht zur Achse acht öffnungen 52 zum Anbringen der `Zündkerzen vorgesehen.
In diese Öffnungen ist je ein Stopfen 53 eingeschraubt, der m einer inneren, mit
Gewinde versehenen Bohrung die 'Zündkerze 54 aufnimmt.
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'Zur Umwandlung der ruckweisen, abwechselnden Bewegung der beiden
Wellen in eine gleichmäßig umlaufende Bewegung dient das in Abb. 3 in Ansicht von
vorn und in Abb. 4 im Schnitt gezeichnete Getriebe, welches, mit dem Motor über
ein Vorgelege mit übersetzung 1:2 gekuppelt ist. Das Getliebie besteht im wesentlichen
aus dem Zapfenrad 71 auf der Welle 72, dem 'Zapfenrad 73 auf der über Welle 72 sitzenden
Hohlwelle 74 und aus dem Antriebsrad 75 auf der Haupttriebwelle 76. In dem 'Zapfenrad
71 sind in gleichen Abständen voneinander und vom Radmittelpunkt die 'Zapften 77-80,
ebenso im Zapfenrad 73 die Zapfen 81-84 derart befestigt, daß immer ein 'Zapfen
des Rades 73 sich genau zwischen zwei Zapfen des Rades 71 befindet. Am Antriebsrad
75 sind auf der Vorderseite in gleichen Abständen vier Aussparungen 85-88 zum Eingrilff
zeit den Zapfen des Rades 71 und auf der Rückseite vier Aussparungen 89-92 zum Eingriff
mit den 'Zapfen des Rades 73 vorgesehen. Je eine Aussparung der Rückseite befindet
sich genau zwischen zwei Aussparungen der Vorderseite. Die zwischen je zwei Aussparungen
stehengeblieb:enen Stücke des Rades 75 bilden mit ihren glatten Außenrändern Gleitbahnen,
auf denen die Zapfen des -.stillstehenden Rades gleiten, so daß das Rad gegen Vor-und
Rückwärtsbewegung gesperrt ist, bis die nächste Aussparung erfaßt wird.
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Zur Beschreibung des Arbeitsvorganges seien in Abb.2 von den zwischen
je zwei Kolben liegenden Kammern die durch die Öffnungen über Ring 34 gesteuerten
mit 55-62, die durch Ring 35 gesteuerten mit 63-70 bezeidnet. In der gezeichneten
Stellung des Motors steht die Kammer 5 5 durch die Öffnungen 44, 36, 26 mit dem
Zuführungsrohr 23 in Verbindung. Beim Bersten Takt steht die äußere Welle 2 mit
ihren Kolben still, während sich die innere Welle i mit ihnen Kolben in der gezeichneten
Drehrichtung bewegt. Es entfernt sich also Kolben 3 von Kolben 18, d. h. die Kammer
5 5 wird größer und saugt so lange Gas an, bis der Kolben 3 in der gestrichelten
Stellung steht, die Öffnung 36 also überdeckt ist. In Kammer 56 vollzieht sich gleichzeitig
die Zündung, Explosion und Expansion. Diese Kammer bleibt während dieses Taktes
geschlossen. Am Ende des ersten Taktes stehen die Kolben 3 und 4 in der gestrichelten
Stellung.
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'Zur Überleitung zum nächsten Takt bewegen sich beide Wellen gemeinsam
so weit, bis Öffnung 37 über Öffnung 3o steht und somit die Kammer 56 bei nun beginnender
Bewegung der äußeren Welle 2 und Stillstand der inneren Welle i durch die Öffnungen
45, 37, 3 o mit dem Auspuffrohr 25a in Verbindung gesetzt wird.
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Beim zweiten Takt rückt Kolben 18 dem Kolben 3 nach. Kammer 5 5 bleibt
dabei geschlossen, .da die innere Hohlwelle keinen Durchgang bietet. gs findet also
in Kammer 5 5 Kompression der im vorigen Takt angesaugten Gasse statt. Kammer 56
steht während dieses Taktes dauernd mit dem Auspuffrolle 25a in Verbindung, so daß
die Verbrennungsrückstände ausgeschoben werden. Am Ende dieses zweiten Taktes drehen
sich beide Wellen so lange gemeinsam, bis die Öffnungen 37 und 45 vor öffnnng 27,
stehen und so Kammer 56 durch die- Öffnungen 45, 37, 27 mit dem 'Ansaugerohr
23 verbunden ist. Der dritte und vierte Takt sind gleich dem ersten und zweiten
zeit dem einzigen Unterschied,
daß die Kammern 55 und 56 ihre Rollen
vertauschen. Es vollzieht sich also im dritten Takt in der Kammer 55 'Zündung, Explosion
und Expansion, während Kammer 56 ansaugt. Im vierten Takt schiebt Kammer 55 aus,
während in Kammer 56 die Kompression vor sich geht. Genau übereinstimmend mit Kammer
55 arbeiten die Kammern 57, 59 , 6 i und mit Kammer 5 6 die Kammern 58, 6o, 62.
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Die Kammern 63-7o, die durch die öffnungen über Ring 35 mit dem Ansauge-
bzw. Auspuffrohr in Verbindung stehen, arbeiten ganz genau wie die Kammern 55-62,
nur daß die beiden Gruppen um einen Takt versetzt sind.
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Nach vier Takten haben sämtliche Kammern eine Vierteldrehung ausgeführt.
Da sechzehn Kammern vorhanden sind, erfolgen also bei einer Umdrehung der beiden
Wellen vierundsechzig Arbeitsspiele.
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Zur Vereinfachung des Getriebes wird die Bewegungsgeschwindigkeit
der beiden Hohlwellen 72 und 74 durch ein Vorgelege verdoppelt. In der in Abb. 3
und q. gezeichneten Stellung des Getriebes befindet sich gerade der Zapfen 77 des
Rades 71 mit Aussparung 87 des Rades 75 im Eingriff. Die Zapfen 81 und 84
des Rades 73 gleiten auf dem Umfangsstück zwischen den Aussparungen 9o und 9i, so
daß Rad 73 ,gegen jede Bewegung gesperrt ist. Bei der in Abb.5 dargestellten Stellung
des Getriebes bewegen sich die Räder 71 und 73 ein Stück gemeinsam, und zwar so
lange, bis der 'Zapfen 77 die Aussparung 87 verläßt und auf das Umfangsstück zwischen
den Aussparungen 87 und 86 gelangt.
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Die Regelung der Maschine ist auf verschiedene Weise möglich. Der
Kompressionsgrad steht in unmittelbarem 'Zusammenhang mit der Form der auf dem Antriebsrad
75 ausgesparten Führungskurven; denn. je nachdem die Aussparungen länger, also die
zwischen zwei Aussparungen stehengebliebenen Gleitbahnen kürzer sind, ist auch die
Zeit des Stillstandes eines Rades und einer Kolbengruppe kürzer und damit der Kompressionsgrad
kleiner. Die Regelung der Gasansaugemenge geschieht durch Drosselung in den 'Zufwhrungsrohren.
Wird ein Zuführungsrohr ganz gesperrt, so ist die Hälfte aller Kammern ausgeschaltet.
Statt dessen kann auch zur Regelung der Ansaugemenge über den Ansaugeöffnungen des
Innengzh,äuses der Maschine ein Schieber angeordnet werden, der bei Drehung oder
Verschiebung die Ansaugeöffnungen verändert oder *,einen Teil: der Kammern ausschaltet.
Auch durch Abstellen einer beliebigen 'Zahl von Zündungen ist die Maschine regelbar,
allerdings unwirtschaftlich.
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Um das Hauptsächliche der Erfindung klar darstellen zu können, wurde
von der Einzeichnung unwesentlicher Teile, z. B. der Vorrichtungen zur Kolbendichtung,
zur Schmierung, zur Kühlung und zur Regelung, abgesehen.