-
Drehkolbenbrennkraftmaschine Der Gegenstand der Erfindung bezieht
sich auf eine Drehkolbenbrennkraftmaschine mit um in einer Ebene liegende, parallele,
gekuppelte Achsen sich in ein und demselben Sinn drehenden und im Verlauf der Drehung
mit dem Gehäuse zusammen Räume mit wechselndem Inhalt bildenden Drehkolben, von
denen je zwei sich aufeinander abwälzen: Solche Maschinen sind an sich bekannt.
-
Bei einer bekannten Ausführung sind ein mittlerer großer und zu dessen
beiden Seiten zwei kleine Hilfskolben in zylindrischen, teilweise ineinandergehenden
Gehäusen angeordnet. Die Umfänge der Drehkolben sind symmetrisch zu der die Berührungspunkte
der Drehkolben mit dem Gehäuse durchlaufenden Geraden flach kreisförmig gewölbt.
Der Drehpunkt der Drehkolben befindet sich jeweils in der Mitte zwi§chen diesen
beiden Berührungspunkten. Zu beiden Seiten des übergangs des einen Hilfskolbengehäuses
in das Hauptgehäuse sind der Gaseinlaß bzw. -auslaß angeordnet, während neben der
entsprechenden Stelle hinsichtlich des anderen Hilfskolbens die Zündung vorgesehen
ist. Eine solche Maschine hat jedoch noch verschiedene Nachteile. Dort sind nämlich
die mit jeder Phase einer Umdrehung wechselnden Raumverhältnisse nicht günstig.
Insbesondere ist der Explosionsraum im Augenblick der Zündung verhältnismäßig groß,
so daß also eine verhältnismäßig geringe Verdichtung stattfindet und dementsprechend
der Wirkungsgrad der Maschine nicht besonders hoch ist. Ferner findet in verschiedenen
Stellungen ein sprunghaftes Wechseln der Raumverhältnisse statt; wodurch der Gleichförmigkeitsgrad
der Umdrehung ungünstig beeinflußt wird. Außerdem wirkt bei der bekannten Anordnung
ein Teil des von dem neben der Zündvorrichtung angeordneten Hilfsdrehkolben bestrichenen
Raumes als schädlicher Raum. Auch ist die Anordnung so getroffen, daß in verschiedenen
Stellungen die Expansionskraft hinsichtlich einer Flanke dieses Hilfsdrehk.olbens
zu beiden Seiten des Drehpunktes wirkt, so daß auf den Hilfsdrehkolben ein Drehmoment
nicht ausgeübt wird. Die ganze Anordnung dieser bekannten Vorrichtung ist ferner-wenig
geeignet, die entstehende Wärme günstig zu verteilen, und schließlich ist auch eine
mehrfache Auseinanderreihung von Drehkolben zur Erhöhung der Leistung der Maschine
nicht möglich, da auch der dem Hauptdrehkolben abgewendete Teil des Zylinderraumes
des neben der Zündvorrichtung angeordneten Hilfsdrehkolbens für die Förderung des
Gemisches benötigt wird und daher für einen gegebenenfalls daneben anzuordnenden
weiteren Hauptkolben als Hilfsraum nicht zur Verfügung steht. Ferner wirkt bei dieser
bekannten Vorrichtung der zwischen dem Einlaß und dem Auslaß angeordnete Hilfsdrehkolben
in bestimmten Drehphasen dem Einströmen des Brennstoffgemisches entgegen.
-
Alle diese Nachteile weist die Drehkolbenbrennkraftmaschine gemäß
der Erfindung nicht auf, die dadurch gekennzeichnet ist, daß
die
Drehkolben kreissektoiähnlich und gleich groß ausgebildet sind und in den die Peripherie
der Bahn des mittleren Drehkolbens, begrenzenden Gehäuseteilen mindestens ei.@ Kammer
angeordnet ist, die zwei symmetriseh zu einer durch den Drehpunkt des mittlei Drehkolbens.gehenden
und senkrecht auf der" Verbindungslinie der Drehpunkte der Drehkolben stehenden
Achse und in einer die Bogenlänge des Drehkolbens unterschreitenden Entfernung voneinander
angeordneten -Öffnungen besitzt und in der in bekannter Weise die Zündung des verdichteten
Brennstoff-Luft-Gemisches oder die Einspritzung des Brennstoffs in die verdichtete.
Luft -und die Zündung des Gemisches stattfindet. .
-
Die Maschine kann auch als Dampfmaschine arbeiten. In diesem Fall
wird gespannter Dampf im Augenblick des kleinsten Raumes eingelassen.
-
Da bei der gemäß der Erfindung ausgeführten Drehkolbenbrennkraftmaschine
ein Ansaugen nicht stattfindet, werden die Luft bzw. das Brennstoff-Luft-Gemisch
unter Druck dem Verdichtungsraum zugeführt, wodurch gleichzeitig eine Spülung desselben
zur Entfernung von Resten verbrannter Gase stattfindet. Beim Arbeiten nach dem Dieselprinzip
wird die Luft zweckmäßig in die , Maschine an einer Stelle eingeführt, die nicht
zur Bildung des Verdichtimgs- oder Ausdehnungsraumes dient. Das hat den Vorteil,
daß sich Ventile für die Luftzuführung erübrigen, so daß der vorgesehene Ventilator
gleichmäßig arbeiten kann, und daß die Luft, soweit sie nicht zur Verdichtung kommt,
als Spülluft dient. Beim Arbeiten nach dem Vergaserprinzip kann. vor der Einführung
des Brennstoff-Luft-Gemisches eine Spülung durch Luft stattfinden. Die Öffnung für
die Einführung von Brennstoff-Luft-Gemisch wird hier zweckmäßig in der besonderen
Kammer vorgesehen und ist durch ein Ventil verschließbar. Die Abführung der verbrannten
Gase geschieht durch eine Öffnung in der Seitenwand.
-
Zur besseren Ausnutzung der Maschine und zur Erzielung eines gleichmäßigen
Ganges werden zwei Kammern gegenüber angeordnet, mit denen der mittlere Drehkolben
zusammenarbeitet. Durch Nebeneinanderreihung mehrerer Kolbensätze kann die Leistung
der Maschine vervielfacht werden.
-
. In den Abbildungen ist der Gegenstand der Erfindung an einem Beispiel
schematisch dargestellt. Es zeigen: Abb. i den Beginn der -Verdichtungsphase, Abb.
z den Höhepunkt der Verdichtung, Abb.3 den Beginn der Arbeitsphase und Abb. q. das
Ende der Arbeitsphase in der ersten Kammer, _ Abb. 5 den Beginn der Verdichtungsphase
in der zweiten Kammer, .. Abb.6 eine Ansicht der Kupplung der rehkolbenwellen, `:Abb.
einen Querschnitt durch die Ma-"s@üine nach der Linie 7-7 der Abb. i und Abb. 8
einen Querschnitt durch die Maschine nach der Linie 8-8 der Abb. i.
-
Drei Drehkolben ac, b, c sind auf in einer Ebene und parallel
zueinander liegenden Wellen rz', b', c' angeordnet und drehen sich im Uhrzeigersinn
in einem Gehäuse d, das mit Seitenwänden s versehen ist. An der Peripherie der Bahn
des mittleren Drehkolbens b sind symmetrisch zwei Kammern e vorgesehen, welche je
zwei Öffnungen e' und e" besitzen, die eine geringere Entfernung voneinander 'laben
als die Bogenlänge des Drehkolbens b.
-
Eine seitliche Abdichtung zwischen dem Gehäuse d und den Drehkolben
ist nur im Bereich des Verdichtungs- bzw. Expansionsraums erforderlich. Daher stehen
die Seitenwände i' in den anderen Bereichen bis auf einen Führungsrand i" von den
Drehkolben ab. Diese Ausführung gewährleistet auch eine Verbindung und daher gute
Durchspülung aller gerade nicht am Arbeitsvorgang _ beteiligten Räume und verhindert
schädliche Verdichtung oder Unterdruckbildung. Die Abdichtung der Drehkolben gegenüber
den Seitenwänden i kann beispielsweise so geschehen, daß die Drehkolben aus zwei
durch Federn u auseinandergedrückteri Teilen v
und v' bestehen, die von einem
Mantel x, umgeben sind. Gegebenenfalls kann das Gehäuse mit einem Kühlmantel versehen
werden.
-
Die Wellen a', b', c' sind miteinander gekuppelt, beispielsweise
mittels Zahnräder cä', b", c" und Kitzel f. Die mittlere Welle
b'
trägt eine Riem.enscheibeg zur Abnahme des durch die Maschine erzeugten
Drehmomentes.
-
Die Kammer e besitzt, wenn nach dem Vergaserprinzip gearbeitet wird,
eine durch ein beispielsweise von der Hauptwelle b' in bekannter Weise mittels Nocken
o. dgl. gesteuertes Ventil abschließbare Offnung L für den Einlaß von Brennstoff-Luft-Gemisch.
Das Gemisch wird durch einen Verdichter o. dgl. unter Druck gesetzt. Wenn nach dem
Dieselprinzip gearbeitet wird, ist eine Vorrichtung zum Einspritzen des Brennstoffs
vorgesehen, die nicht gezeichnet ist und in bekannter Weise aus einer von der Hauptwelle
angetriebenen Brennstoffpumpe mit Düse bestehen kann. Ebenfalls ist die Zündvorrichtung,
die beim Arbeiten nach dem Dieselprinzip auch in einer Glühkammer o. dgl. bestehen
kann, in der Zeichnung nicht dargestellt. Die Luftzufuhröffnung ist mit o, die Abgasöffnung
mit
p bezeichnet. Diese Öffnungen sind so angeordnet, daß eine gute Durchspülung möglich
ist.
-
Die Wirkungsweise der Drehkolbenbrennkraftmaschine ist folgende: In
der Abb. i ist die Stellung kurz nach. Beginn der Verdichtungsphase dargestellt,
und zwar steht zur Verdichtung der zwischen den Drehkolben b und c sowie
dem Gehäuse d
und den Seitenwänden i gebildete Raum h, mit dem die Kammer
e durch die Öffnung e"
in Verbindung steht, zur Verfügung. Bei Drehung
der Drehkolben im Uhrzeigersinn wird schließlich die Stellung der Abb.2 erreicht,
bei der der Verdichtungsraum auf die Kammer e beschränkt ist. Kurz bevor der Drehkolben
b die Öffnung e' der Kammer freigibt, findet die Zündung statt, und die dadurch
bedingte Drucksteigerung der gezündeten Gase wirkt sich dann dadurch aus, daß diese
den zwischen den Drehkolbena und b, den Seitenwänden i und dem Gehäuse d gebildeten
Raum h zu vergrößern suchen, wodurch der Drehkolben b und mit ihm die anderen Drehkolben
weiter im Uhrzeigersinn bewegt werden (Abb.3 und q.). Sobald der Drehkolben b auch
noch die Öffnung e" der Kammer e freigegeben hat und mit seiner hinteren Kante in
den Drehbereich des Drehkolbens c eintritt, geben die Drehkolben die Auspufföffnung
p frei.
-
Bei der Weiterdrehung findet auf der entgegengesetzten Seite derselbe
Vorgang statt (Beginn der Verdichtungsphase, Abb.5).