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Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft Viertaktgaskraftmaschinen,
die bei jeder Wellenumdrehung alle vier erforderlichen Takte, d. h. Ansaugen, Verdichtung,
Verpuffung und Ausstoß, durchlaufen. Derartige Kraftmaschinen sind an sich bekannt,
jedoch hat man diese Arbeitsweise bisher dadurch zu erreichen versucht, daß man
in einem beiderseits offenen Zylinder zwei Kolben gegenläufig zueinander auf eine
gemeinsame Kolbenstange wirken oder zwei derartige Zylinder anordnete und die Kolbenstangen
mittels Brücken auf eine gemeinsame Kurbelstange arbeiten ließ. Beide Ausführungsformen
hatten den gemeinsamen Fehler, daß die dabei auf die Welle übertragenen Drehkräfte
sehr gering waren.
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Demgegenüber löst die vorliegende Erfindung die Aufgabe, alle vier
Takte in jeder Umdrehung zu vereinen, dadurch, daß die sonst üblichen Zylinder durch
einen Raum ersetzt werden, welcher aus zwischen festen Platten sich gegeneinander
verschiebenden, zueinander die Winkel verändernden oder gegeneinander abrollenden
Zwischenstücken gebildet wird.
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In einer Ausführungsform dieser Erfindung wird der den Zylinder ersetzende
Raum zu diesem Zweck durch zwei ebene Flächen gebildet, zwischen denen vier im Viereck
zueinander angeordnete Schenkel derart gelenkig und verschieblich miteinander und
mit der Kurbelstange verbunden sind, daß sie im Verlauf der Wellendrehung einen
breitgestellten Rhombus, ein Quadrat, einen hochgestellten Rhombus und wieder ein
Quadrat bilden, worauf sich der Vorgang wiederholt. Bilden die Schenkel Rhomben,
oder liegen sie, was auch möglich ist, nahezu flach aneinander, so ist der zwischen
ihren Seitenflächen eingeschlossene Raum klein. Diese Stellungen entsprechen dem
vollendeten Ausstoß- und Verdichtungsvorgang. Bilden die Schenkel Ouadrate, dann
ist der eingeschlossene Raum groß. Diese Stellungen. entsprechen dein vollendeten
Ansaug- bzw. Verpuffungsvorgang.
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Die Zeichnungen geben schematische Darstellungen bzw. Ausführungsbeispiele.
e Es zeigen: Abb. i bis q. die Schemata der Endstellungen der vier Arbeitstakte
der Maschine, und zwar Abb. i nach dem Ausstoß, Abb. z nach dem Ansaugen, Abb. 3
nach dem Verdichten, Abb. 4 nach dem Verpuffen, Abb. 5 bis io ein Ausführungsbeispiel.
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Von den zwischen den beim Schema nicht dargestellten Seitenplatten
sich bewegenden Schenkeln i, a, 3 und q. sind die beiden oberen i und z pendelnd
an zwei festen Punkten 5 bzw. 6 aufgehängt. Ihre Berührungsflächen ,7 und 8, auf
denen sie gegeneinander abrollen, sind gasdicht aneinandergelegt, z. B. indem sie
zwei Zahnsegmente bilden, deren ineinandergreifende Zähne einen völligen Abschluß
bilden. Mit den Schenkeln i und a sind in zwei ebenfalls gasdichten Gelenken g und
io die beiden unteren Schenkel 3 und q. verbunden, welche in zwei weiteren gasdichten
Gelenken ii und 1z enden. Die beiden Gelenke i i und 12 ihrerseits sind verbunden
durch
eine Brücke i3, an deren Mittelgelenk 14 die ' Kurbelstange
15 angreift, die in dem Gelenk 16 mit der Kurbel 17 verbünden ist.
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Die Abb. r stellt den Motor in dem Augenblick dar, in welchem der
Auspuff vollendet ist. Ist die Welle um eine Vierteldrehung fortgeschritten, dann
ergibt sich die Stellung gemäß Abb. 2, in welcher das Gelenkstangenviereck seinen
größten Innenraum umschließt. Bis zu diesem Augenblick vollzieht sich der Ansaugvorgang.
Nach einer weiteren Vierteldrehung der Welle erreicht der Motor die Stellung gemäß
Abb.3; die Gelenkschenkel liegen flach. Sie haben den zwischen ihnen befindlichen
Gasinhalt verdichtet. Die hierauf folgende Verpuffung zwingt die Gelenkschenkel
abermals zur Einnahme des größten verfügbaren Raumes gemäß Abb.4 und erzeugt damit
den Krafthub. Es ist darauf hinzuweisen, daß während des Krafthubes die Kurbelstange
15 auf Zug beansprucht wird, was erheblich günstiger ist als die bei den
üblichen Kraftmaschinen erfolgende Beanspruchung auf Knickung.
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Das Ansaugen des Frisch-Gas-Gemisches und der Ausstoß der verbrannten
Gase erfolgt durch die Öffnung 18, die mit dem Einlaß-und Auspuffventil in Verbindung
steht. Die Steuerung dieses Ventils kann beispielsweise in der heute bei Kraftmaschinen
üblichen Art und Weise erfolgen. Es kann jedoch auch z. B: eine Schiebesteuerung
ähnlich der der Dampfmaschine vorgesehen werden o. dgl.
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Da die Gelenkpunkte 5 und 6 bzw. i i und 12 einen gewissen Abstand
voneinander haben, bilden die vier Gelenkschenkel ein statisch bestimmtes System,
so daß sich die Anordnung einer Führung für die Brücke 13 bzw. für ihr Mittelgelenk
erübrigt.
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Die Abb. 5 bis io zeigen ein Ausführungsbeispiel, wie es in der Praxis
angewandt werden kann. Das obere gasdichte Gelenk ist im vorliegenden Falle durch
Zahnsegmente 7 und 8 gebildet. Für die seitlichen und das untere Gelenk werden Schuhe
g, io bzw. 13 verwendet, dabei bildet der Schuh 13 gleichzeitig die Brücke, an der
im Gelenk 14 die Kurbelstange 15 angreift, welche bei 16 die Welle umschließt. Die
Gelenkstücke 1, 2, 3 und 4 besitzen einen U-förmigen Querschnitt, wie er in Abb.
io dargestellt ist. Die Gleitflächen sind ausgespart und enthalten Gleitstücke,
die unter Federkraft gegen die Seitenflächen der Verbrennungsmaschine gepreßt werden,
welche zusammen mit den Gelenkschenkeln den Verbrennungsraum bilden (Abb. io). Die
Ventile 18 sind im vorliegenden Fall, wie üblich, als Tellerventile ausgebildet,
der sie enthaltende Raum öffnet sich durch einen schmalen.Schlitz nach dem Verbrennungsraum.
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Durch die vorgeschlagene Ausbildung der Gelenke ist es möglich, die
Schenkel i bis 4. in ihren den Abb. i und 3 entsprechenden Stellungen so dicht aneinanderzubringen,
daß das übliche Verdichtungsverhältnis erreicht werden kann. '