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Drebkolben-Brennkraftmascbine Die Erfindung bezieht sich auf eine
Drehkolben-Brennkraftmaschine, bei der die Kolbenschieber quer zur Drehkolbenscheibe
bewegbar sind und bei der das brennbare Gemisch aus der Saugkammer in die Explosionskammer
durch Überströmkanäle hindurch eingeführt wird.
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Bei den bekannten Maschinen dieser Art erfolgt .die Überführung des
Arbeitsmittels von der Saugkammer in die Explosionskammer durch ein Kanalsystem,
das aus vor und hinter den Kolbenflügeln in der Drehkolbenscheibe vorgesehenen Kanälen
und aus Nuten besteht, die in mit .dem Gehäuse verbundenen feststehenden Ringen
vorgesehen sind. Diese einzelnen Nuten stehen senkrecht aufeinander, so daß das
Arbeitsmittel beim Überströmen aus der einen Kammer in die andere mehrfach umgelenkt
wird. Die Umlenkungen sind ungünstig, da sie die Strömungswiderstände erhöhen.
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Nach der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß die
die Überströmkanäle bildenden Nuten, welche in der Gehäusewandung des Motors und
in der Drehkolbenscheibe vorgesehen sind, konzentrisch zur Scheibenachse verlaufen
und eine Länge aufweisen, die geringer ist als die an der kreisbogenförmigen Mittellinie
der Überströmkanäle gemessene Breite der zwischen den einzelnen Arbeitskammern verbleibenden
Berührungsflächen der Gehäusewand mit der Drehkolbenscheibe. Auf diese Weise- ist
der Vorteil erzielt, daß das Arbeitsmittel ohne wesentliche Richtungsänderung von
der Saugkammer in die Explosionskammer übergeführt werden kann, so daß durch Umlenken
des Arbeitsmittels bedingte Energieverluste vermieden sind. Die. neue Maschine zeichnet
sich ferner durch außerordentliche Einfachheit aus. Durch die gewählte Bemessung
der Überströmkanäle und der Breite der zwischen den einzelnen Arbeitskammern verbleibenden
Berührungsflächen der Gehäusewand mit der Drehkolbenscheibe ist die bei anderen
bekannten Umlaufmotoren notwendige Verwendung von besonderen, mit den Überströmkanälen
zusammenwirkenden Dichtkörpern vermieden.
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Zweckmäßig sind die Überströmkanäle auf beiden Seiten der Drehkolbenscheibe
vorgesehen, so daß auf jeder Seite der Scheibe voneinander getrennte Arbeitsprozesse
stattfinden können.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung als Beispiel
dargestellt. Die Fig. z und 2 sind Querschnitte nach den Linien I-I bzw. II-II der
Fig. 3, die eine Innenansicht der linken Deckplatte darstellt. Fig:4 ist eine ähnliche
Ansicht der rechten Deckplatte. Fig.5 ist eine teilweise im Schnitt gezeichnete
Ansicht des Rotors, und Fig. 6 zeigt eine Ansicht des in einer Ebene abgewickelten
Gehäuseinnern.
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Durch Zusammenschrauben von zwei eisernen Gehäusen 2, 3, die -innerhalb
eines Wassermantels 4 angeordnet - sind, entsteht eine ringförmige Arbeitskammer.
Das Kühlwasser
fließt durch eine Einlaßöffnung 5 dem Mantel 4 zu
und tritt durch eine Auslaßöffnung 6 wieder aus. Auf einer in Kugellagern 9 ruhenden
Welle 8 ist eine drehbare Scheibe 7 befestigt. Die Lager 9 sind mit einer Packung
io und Deckplatten ii @ersehen. Die Umseite der@drehbaren Scheibe 7 ist in Berührung
mit der Umfläche 12 der Ringkammer i, so daß der Raum in der Kammer in zwei v oneinänder
getrennte Abteilungen 13 und 14 geteilt ist, von denen jede eineArbeitskammer bildet.
DieScheibe7 weist Schlitze auf, in denen vier Flügel 15 drehbar gelagert sind. Diese
Flügel sind sektorförmig ausgebildet und so bemessen, daß sie genau die beiden Räume
13, 14 ausfüllen. Die Scheibe 7 besteht aus zwei einzelnen Platten 16, 17, in denen
Schlitze 18 zur Aufnahme der Flügel 15 vorgesehen sind. Jeder Flügel i5 besteht
aus zwei verhältnismäßig starken Platten i9 (Vorder- und Hinterplatte), zwischen
denen eine V-förmige Platte 2o aus federndem Metallblech und eine sektorförmige
Platte 2i angeordnet sind. Diese Platte 2i ist in bezug auf die Platte 2o frei angeordnet,
so daß sie sich unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft nach außen bewegt, sobald
sich die Scheibe 7 in Drehung befindet. Die sektorförmige Platte 2i ist mit federnden
Enden 22 versehen, die sich gegen die Flanken der V-förmigen Platte 20 legen. Während
der Drehung der Scheibe 7 wird die sektorförmige Platte 2i bei ihrer Bewegung durch
die Platten i9 zwangsläufig geführt; jedoch wird durch eine geringe Bewegung nach
außen infolge der Zentrifugalkraft ein gasdichter Abschluß mit den Seiten i2 der
Arbeitskammer hergestellt. Gleichzeitig werden die Arme der Platte 2o gegen die
Wände der Arbeitskammer gepreßt. Jeder Flügel 15 ist auf einem Drehzapfen 23 gelagert,
der in Nuten untergebracht ist, die in den beiden Teilen 16 und 17 der Scheibe 7
vorgesehen sind. Diese beiden Teile sind durch Dübel 24 in eine ganz bestimmte gegenseitige
Lage gebracht und durch Schrauben 25 miteinander verbunden. Die Umseite der Scheibe
7 weist zwischen den Flügeln r 5 Nuten auf, in die bogenförmige Dichtungskörper
26 frei eingesetzt sind. Diese Dichtungskörper bewegen sich unter dem Einfluß der
Zentrifugalkraft während der Drehung der Scheibe 7 nach außen und stellen so einen
gasdichten Abschluß mit der Umfläche i2 der Arbeitskammer her. Infolgedessen sind
die beiden Kammern 13 und 14 vollständig voneinander getrennt.
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Die innere Form der ringförmigen Arbeitskammern 13 und 14 wird
am besten durch die Betrachtung der Abwicklung der Endwände i2 in einer Ebene gemäß
Fig. 6 verständlich. Die Innenwand des Gehäuses 2 ist auf einer bestimmten Strecke
27 in Berührung mit der drehbaren Scheibe 7 und hebt sich sodann in einem Winkel
von ungefähr 25° von der Scheibe ab, verläuft zur Scheibe parallel und wendet sich
dann wieder in einem Winkel von ungefähr 25° der Scheibe zu, bis sie diese bei 28
berührt. So entsteht eine Kammer 29, die als Saug- und Kompressionskammer dient.
Ein Einlaßkanal3o verbindet die Kammer mit einem Vergaser o. dgl. Die andere Hälfte
der Wand 2, ist in ähnlicher Weise ausgebildet, so daß eine zweite Kammer 3 i entsteht,
die als Explosions- und Spülkammer dient. In der Offnung 32 ist eine Zündkerze vorgesehen,
während ein Kanal 33 als Auslaßleitung dient. Die Wand des gegenüberliegenden
Gehäuses 3 ist in ähnlicher Weise ausgebildet, so daß der Abstand zwischen den inneren
Seitenwänden der Kammern am Rande der Scheibe überall gleich der Breite der Kolbenflügel
an ihrer äußeren Kante ist. Die Kolbenflügel i5 sind um die Drehzapfen 23 innerhalb
eines Winkels so drehbar, daß deren eine oder andere Seite mit der Seitenfläche
der Scheibe 7 abschneidet. Die Wand 3 weist einen Einlaßkanal 34, einen Zündkanal
35 und einen Auslaßkanal 36 auf.
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Die beschriebene Einrichtung wirkt wie folgt: Dreht sich die Scheibe
7, so überfährt der eine Kolbenflügel 15 den Saugkanal 30 und zieht
das Brennstoffgemisch nach sich. Der nächstfolgende Flügel 15 schiebt diese Brennstoffladung
in die Saugkammer 29 und verdichtet die Ladung bei seiner weiteren Bewegung in dem
allmählich abnehmenden Raum dieser Kammer. Hat das Gemisch den notwendigen Dichtigkeitsgrad
erreicht, so überdeckt ein Teil der in .der Scheibe vorgesehenen Ringnut 37 eine
gleiche in der inneren Gehäusewand vorgesehene Nut 38, so daß ein Kanal gebildet
wird, der die Saugkammer mit der Explosionskammer 31 verbindet, so daß das verdichtete
Gemisch in die letztere Kammer hinübergeleitet wird. Erreicht der Kolbenflügel 15
das Ende der Saugkammer, so wird er durch die Wand :2 in eine solche Lage gebracht,
daß er mit der Seitenfläche der Scheibe 7 abschließt und sich sodann vollständig
innerhalb der Scheibe 7 befindet. In dieser Lage ist-die Verbindung zwischen der
Saugkammer 29 und der Explosionskammer 31 unterbrochen, da die Nut 37 nicht mehr
mit der Kammer 29 in Verbindung steht. Da der Saugraum bedeutend größer ist als
der Zündraum, so steht das Brennstoffgemisch in dem Raum zwischen dem voreilenden
Flügel 15 und dem Punkt 28 unter hohem Druck. Nach Überführung in die Explosionskammer
31
wird das Gemisch durch einen von der in der Aussparung 32 vor gesehenen Zündkerze
erzeugten Funken entzündet. Durch die Explosion wird der zuerst erwähnte Flügel
15 vorwärts getrieben, bis er den Auslaßkanal 33 freigibt, so daß die verbrannten
Gase entweichen können. Der Vorgang wiederholt sich in dieser Weise. Jeder Flügel
zieht während des Abschnitts, in dem er die Saugkammer 29 durcheilt, eine Ladung
frischen Gases aus dem Saugkanal 3o nach sich und verdichtet die vor ihm befindliche
Ladung; beim Durcheilen der Explosionskammer 31 werden durch die Schubseite eines
jeden Flügels 15 die verbrannten Gase durch den Auslaßkanal3o nach außen befördert,
während die nacheilende Seitenfläche des Flügels die bei der Explosion frei werdenden
Kräfte aufnimmt. Die gleiche Arbeitsfolge findet auf der gegenüberliegenden Seite
der drehbaren Scheibe 7 statt. Die Arbeitsphasen auf den beiden Seiten sind lediglich
um 9o° zueinander versetzt. Die Spannweite der Kolben-flügel 15 am Rand der
Platten ist, wie aus den Figuren hervorgeht, dreimal so groß als die Stärke der
Scheibe 7. Sind die Flügel zu breit, so zeigen sie das Bestreben, sich gegenüber
der Seitenfläche der Scheibe 7 zu verdrehen.
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Die Schmierung erfolgt durch einen Kanal 39 in der Welle 8, von der
radiale Kanäle d:o zu den Lagern führen.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt,
die lediglich beispielsweise dargestellt worden ist. 7.. B. könnte in einer einzigen
drehbaren Scheibe eine beliebige Anzahl von Kolben verwendet werden; sind jedoch
zu viel Kolben vorgesehen, so ist der Wirkungsgrad beeinträchtigt. Immerhin können
mehr als zwei Kammern auf jeder Seite der Scheibe vorgesehen werden.