DE619955C - Brennkraftmaschine mit von einer Laufflaeche umgebenen, kreisenden, radial gerichteten Zylindern - Google Patents

Description

• Brennkraftmaschine mit von einer Lauffläche umgebenen, kreisenden, radial gerichteten Zylindern Gegenstand der Erfindung ist eine Brennkraftmaschine, und zwar eine solche mit von einer Lauffläche umgebenen, kreisenden, radial gerichteten Zylindern, deren Kolben auf das Innere der Lauffläche einwirkende Organe haben.
• Es sind bereits mehrere derartige Maschinen bekannt, .,welche sämtlich als Ausgangspunkt ihrer Triebkraft die Kräftezerlegung benutzen, die auf einer schiefen Ebene stattfindet. Die kreisende Bewegung entsteht daher dadurch, daß die Lauffläche die Form einer Ellipse, einer kreuzförmigen Kurve usw. besitzt, und daß die nach außen wirkende pulsierende Kraft nicht radial, sondern seitlich von der Drehachse angeordnet ist. Derart angeordnete Maschinen besitzen verschiedene Nachteile: So z. B. weisen verrchiedene davon Totpunktlagen auf, aus denen man sie nicht mehr herausbringt, wenn sie dort stillstehen bleiben, andere hingegen haben keine bestimmte Drehrichtung und können sowohl im einen wie im anderen Sinn angelassen werden.
• Hat die in Frage kommende schiefe Ebene eine große Steigung, was einer großen Tangentialkraft, also einer guten Leistung der Maschine entspricht, so hat man es mit einer Lauffläche zu tun, die z. B. als Ellipse sehr flach und lang auszubilden ist. Hier kann man der Totpunktlage nicht entgehen.
• Vermindert man hingegen die Steigung, so wird die Tangentialkraft klein in bezug auf die normalgerichtete Stoßkraft. Der größte Prozentsatz der Kolbenkraft geht somit gegen die Lauffläche verloren.
• Aus diesen Darlegungen geht hervor, daß eine Maschine der angegebenen Art, die nur auf die Kräftezerlegung in bezug auf eine schiefe Ebene gestützt ist, eine schlechte Leistung aufweist, die nur dadurch verbessert werden kann, daß man die Kolbenkraft derart führt, daß sie am Stoßpunkt gegen die Lauffläche eine zum größten Teil tangentiale Richtung aufweist. Hierdurch erreicht man, daß die Maschine keine Totpunktlage aufweist, sofort anläuft und eindeutigen Drehsinn hat.
• Zu diesem Zweck ist jede Pleuelstange der erfindungsgemäßen Maschine mittels eines Lenkers an einem mit dem Zylinder kreisenden Zapfen angelenkt, wobei an jeder Pleuelstange ein mit, der Lauffläche zusammenarbeitendes wälzhebelartiges Organ angelenkt ist, dessen anderes Ende an einem ebenfalls mit dem Zylinder kreisenden Zapfen gleitbar angelenkt ist.
• Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.
• Die Fig. r ist ein Schnitt durch die Motordrehachse und durch die Achse des einen Zylinders.
• Die Fig. 2 ist ein Schnitt durch die Achsen der fünf sternartig angeordneten Zylinder. Der Motor besteht aus dem festliegenden Gehäuse i, 2, das durch Bolzen 3 an irgendeinem Gestell festgefacht wird.
• Die Welle 4 dient zugleich als Kühlwasserleitung und besitzt zu diesem Zweck zwei voneinander getrennte Bohrungen 5, 6, von denen die eine mit einer Schraubenpumpe 7 versehen ist. Die Welle ist durch einen dickwandigen Zylinder 8 geführt, in welchem verschiedene Durchlässe für das Einlassen und für den Auspuff vorgesehen sind.
• Um Welle 4 und Zylinder 8 sind zwei parallele Scheiben g und io angeordnet, die über Bolzen i i mit einem Flansch 12, der Welle verbunden sind.
• Zwischen diesen Scheiben liegen fünf radial gerichtete Zylinder 13, 14, 153 16 und 17, deren Kolben 18, ig, 2o, 21 und 22 eine kürze, um die Achse 23 bewegliche Pleuelstange 24 besitzen. Jede Pleuelstange ist mit zwei Zapfen 25, 26 ausgerüstet, an welchen ein mit- der Lauffläche zusammenarbeitendes wälzhebelartiges Organ 27 bzw. ein Lenker 28 angelenkt ist. Das freie Ende des Organs 27 ist an einem mit dem Zylinder kreisenden Zapfen 2g gleitbar angelenkt, während der Lenker 28 an einem ebenfalls mit dem Zylinder. kreisenden Zapfen 3o angelenkt ist. Die Zapfen 2g, 3o eilen in bezug auf die Motordrehrichtung dem jeweiligen in Betracht kommenden Zylinder nach, und zwar liegt der Drehzapfen 29 für die gleitende Bewegung des wälzhebelartigen Organs dem Zylinder näher als der Drehzapfen 3o des Lenkers. An- .der Pleuelstange eilt der Zapfen 25 des Organs 27 gleichfalls dem Zapfen 26 des Lenkers 28 vor, während die Pleuelstangenachse 23 in bezug auf die Maschinendrehrichtung hinter der Kolbenachse liegt. Die gleitende Bewegung .des Organs z7 in bezug auf den Zapfen 29 wird durch die längliche öffnung 31 ermöglicht.
• Ein mittleres polygonales Organ 32, in welchem die Zylinderventile 33 liegen, bildet die Zylinderköpfe. Das Ganze dreht nicht um die Welle als Lager, sondern auf starkem Rollenlager 34.
• Das Gehäuse i, 2 ist innen mit der Lauffläche 35 ausgerüstet, gegen welche die Organe 27 ihre abstoßende, entgegen der Drehrichtung gerichtete Kraft ausüben. Bei der dargestellten Ausführungsform ist, wie ersichtlich, die Exzentrizität der Lauffläche in bezug auf den Kolbenhub sehr klein; sie beträgt kaum die Hälfte davon. Die seitliche Verschiebung des Berührungspunktes des Organs 27 ist hingegen ziemlich groß; sie beträgt mehr als die Hälfte des Kolbenhubes. Zählt man noch die leichte Drehung dieses Organs 27, die nicht etwa einem Abrollen, sondern einem Abstoßen entspricht, hinzu, so sieht man, daß bei jedem Kolbenhub der Berührungspunkt auf der Lauffläche einen Weg, der größer ist als der Kolbenhub, zurücklegt. Die Berechnung der in Frage kommenden Kräfte ergibt, daß die tangential gerichtete Stoßkraft am Anfang des Kolbenhubes etwa 30 °4 (um bis auf 6o °1o anzusteigen) des Kolbenstoßes- ausmacht, was äußerst günstig ist, da bekanntlich der Kolbenstoß von Anfang bis Ende des Ausdehnungshubies abnimmt.
• Axial gerichtete Kräfte treten bei dieser Maschine nicht auf, doch wurden zwei Spurlager 36 vorgesehen.
• In 37 ist eine Zündkerze sichtbar. tber sämtlichen Zündkerzen liegt eine Haube 38 mit einer Kontaktvorrichtung 39, die im geeigneten Augenblick die jeweilig nötige Zündung hervorruft. Die Ventile werden durch die Kurve 4ö gesteuert, die auf Schleifhebel 41 einwirkt. Jeder dieser Hebel sitzt auf dem freien Ende 42 eines neben dem entsprechenden Ventil angeordneten Bolzens.
• .Das durch die Pumpe 7 gepumpte Kühlwasser gelangt über radiale Öffnungen 43 in die Räume 44 des Organs 32, dann in die Räume 45 zwischen den Zylindern nach dem Organ 32, den Scheiben g, io und den Zwischenwänden 46, wird dann durch Rohre 47 aufgefangen und nach 5 geführt. Die ringförmige Nut 48 ist irgendwo unterbrochen, damit das Wasser nicht in Drehung versetzt wird. Die Zahnradpumpe 5o befördert (las Schmieröl. . Die Kraftgase treten bei 5 1 ein und begeben sich dann über Kanal 52 zu den Ventilen, über welche sie nach ihrer Verbrennung und durch die Kanäle 53, 5=1# über 55 hinausbefördert werden.
• Der dargestellte Motor arbeitet nach dem Viertaktprozeß, und zwar in folgender Weise: Von links unten in Fig. 2 nach rechts oben nimmt der Radius der Lauffläche etwa zwischen A bis B leicht zu. Beim Durchlaufen dieser Strecke schmiegt sich das entsprechende Organ 27 infolge der Zentrifugalkraft dieser Fläche an und wird infolge der Reibung etwas zurückgehalten, eilt also dem Kolben etwas nach, was einem Herausziehen des Kolbens etwa von der Lage I in die Lage 1I entspricht. Das- Ventil 33 ist gleichzeitig offen, und seine Öffnung liegt gegenüber der Kammer 52; Brennstoff wird angesogen.
• Zwischen B und C ist das Ventil geschlossen, und die leichte Abnahme im Laufflächenradius bewirkt die Verdichtung durch Hineinstoßen des Kolbens, also durch die zwischen II und III stattfindende Bewegung.
• .Gleich nach C wird gezündet, indem das Kontaktstück 56 der entsprechenden Kerze vom Isolierstück 57 auf das Kontaktstück 39 gleitet. Die radial gerichtete Kraft des Kolbens wirkt wie eingangs angegeben, und zwar gegenüber dem leicht zunehmenden Laufflächenteil C, D. Es entsteht eine Treibkraft im Sinne des Pfeiles 58.
• Der Auspuff findet nach D statt, es öffnet sich das Ventil und die Gase entweichen durch die Kammern 53, 54. Diese Kammerunterteilung, d. h. die dazwischenliegende Trennwand, dient nur dazu, um zu vermeidvn, daß Brenngase aus dem einen Zylinder in den danebenliegenden eindringen. Während des Auspuffs wird der Kolben wie bei der Verdichtung durch die abnehmende Lauffläche wieder in den Zylinder gestoßen.' Beim dargestellten Beispiel liegt das Gehäuse fest, es könnte aber auch die Welle festgesetzt werden und das Gehäuse drehen. Dies bringt aber einige Änderungen mit sich, weil dann die festliegenden Zylinder keine Schleuderkraft mehr auf die Kolben ausüben, die zum Einfüllen hinausgezogen werden müssen, durch irgendwelche zwangsläufige Iä ührung. Man kann dazu Leitkurven benutzen, auch könnte man die Zapfen der Lenker mit Zahnrädern versehen ünd einer darübergreifenden Kette, derart, daß jeweils zwei benachbarte Kolben so miteinander verbunden wären, däß die Bewegung nach außen des einen dieser Kolben durch die Bewegung nach innen des anderen Kolbens bedingt würde.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Brennkraftmaschine mit von einer Lauffläche umgebenen, kreisenden, radial gerichteten Zylindern, deren Kolben auf das Innere der Lauffläche einwirkende Organe haben, dadurch gekennzeichnet, daß jede Pleuelstange (24) mittels eines Lenkers (28) an einem mit dem Zylinder (r4) kreisenden Zapfen (30) angelenkt ist, und daß außerdem an jeder Pleuelstange ein mit der Lauffläche (35) zusammenarbeitendes wälzhebelartiges Organ (27) angelenkt ist, dessen anderes Ende an einem ebenfalls mit dem Zylinder kreisenden Zapfen (29) gleitbar angelenkt ist.
2. 2. Maschine nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß, in der Drehrichtung (58) gesehen, die zum Anlenken des Wälzorgans (27) dienenden Zapfen (25, 29) sowohl an der Pleuelstange (24) als auch an dem sich drehenden Zylinderblock vor dem zum Anlenken des Lenkers (28) dienenden Zapfen (26 bzw. 30) liegen.
3. 3. Maschine nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenstangenzapfen (23) in bezug auf die Drehrichtung (58) der Maschine hinter der Kolbenachse liegt.