DE687022C

DE687022C - Drehkolbenbrennkraftmaschine mit zwei sich kegelfoermig aufeinander abrollenden Kolbentragscheiben und mit sich zwischen beiden erstreckenden Kolben

Info

Publication number: DE687022C
Application number: DE1937F0083180
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Fink
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1937-06-17
Filing date: 1937-06-17
Publication date: 1940-01-20

Description

Drehkolbenbrennkraftmaschine mit zwei sich kegelförmig aufeinander abrollenden Kolbentragscheiben und mit sich zwischen -beiden erstreckenden Kolben Gegenstand der Erfindung ist eine Dreh-.
kolbenmaschine. Dieselbe eignet sich zum Verdichten von Gasen, zum Fördern von Flüssigkeiten und zum Umsetzen der in gespannten Gasen, Dämpfen oder Flüssigkeiten enthaltenen Energie in mechanische Arbeit. Als Wärmekraftmaschine oder Verbrennungsmotor ist sie besonders gut geeignet.
Die Vorteile dieser Maschine bestehen darin, daß sie wenig Raum und Gewicht beansprucht, wenig Erschütterungen verursacht und einen hohen Gleichförmigkeitsgrad aufweist. Die Reibungsverluste sind äußerst gering, da die umlaufenden Teile von mitumlaufenden Schalen umspannt sind. Außerdem ist die Maschine leicht regel- und umsteuerbar und kann, da die Verbrennung ununterbrochen vor sich geht, besonders gut mit schweren Brennölen betrieben werden.
Die Fig. i zeigt eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes im Schnitt, die Fig. 2 dieselbe im senkrechten Schnitt zu Fig. i, während die Fig.2a einen Teil der Fig. 2 in anderer Stellung und die Fig.3 eine Abwicklung der Arbeitsräume zu erkennen geben.
Die Maschine besteht aus folgenden Einzelteilen: Im Zentrum der Maschine befindet sich eine Hohlkugel mit dreifacher Wandung. Die innere Wand bildet den Brenner i und besteht aus hochfeuerfestem Material, z. B. Wolframcarbid. Dieser ist mit Kügelchen aus Asbestfilz, die mit Blech umwickelt sind, in der stählernen Druckhohlkugel 2 befestigt. Die äußere Wand 3, im folgenden als Steuerhohlkugel bezeichnet, ist auf der unteren Seite mit der Druckhohlkugel verbunden und auf dem Spülluftrohr q. befestigt. Der Ausschubschlitz 5 und der Einlaßschlitz 6 (Fig. 2) führen von dem Brennraum ja und dem Druckraum 2a an die Oberfläche der Steuerhohlkugel, während der,Spülschlitz 7 von dem Spülluftraum 3a an die Oberfläche der Steuerhohlkugel führt. Auf der Steuerhohlkugel gleiten die beiden Kolbentragscheiben 8 und 9, die mit tiefen Rechtecknuten versehen sind, in die die schaufelartigen Kolben io verschiebbar eingreifen (Fig. i und 3).
Diese sind bei kleinen Aggregaten zweiteilig ausgeführt und auf der Mittellinie scharnierartig miteinander verbunden, damit sie den Bewegungen der Kolbentragscheiben folgen können. Bei größeren Maschinen sind sie vierteilig ausgeführt, damit sie auch den Wärmedehnungen in jeder Richtung folgen können. Kolbentragscheiben und Kolben werden von den hohlkugeligen Schalen ii und i2 umspannt, die mittels dem offenen U-Profilring 13 und dem geschlossenen Flachring 14 miteinander verbunden sind. In der Schale 12 befinden sich die Auspuffschlitze 15, die als gebogene Kanäle ausgeführt sind, so daß sie eine Reaktionsturbine bilden. Die Kolben sind in Verlängerung der Scharniere mit Zapfen 16 versehen, die in den Schalen i i und 12 gelagert sind. Die Kolbentragscheiben dichten mit besonderen Ringen 17 gegen die Schalen. Die geometrischen Drehachsen der beiden Kolbentragscheiben schneiden sich in einem Winkel von 2212°. In diesem Schnittpunkt, der den Mittelpunkt des ganzen Getriebes bildet, schneiden sich auch die Scharnierachsen der Kolben. Die kegelige Abweichung der Kolbentragscheiben von ihrer geometrischen Planfläche beträgt 111J4°. Die Kegelmantelflächen berühren sich auf -der Berührungslinie B, L und sperren auf der Sperrlinie S, L in einem Winkel von 45° voneinander ab. Dadurch bilden sie mit dem Kolben io und den Schalen ii und 12 zusammen pyramidenförmige Kammern, die auf der Sperrlinie ihren größten und auf der Berührungslinie ihren kleinsten Inhalt aufweisen. (s. Abwicklung Fig. 3). Die Kolbentragscheibe 8 ist mit Kugellagern 18 auf der Hülse ig gelagert, während die Scheibe 9 auf der Welle 2o befestigt ist, die in den Kugellagern 2i und dem Walzenlager 22 läuft. Die Kugellager sind mit ungleich weiten Stopfbüchsen 23 und 23a abgedichtet, die in Verbindung mit dem Schmieröl, das unter hohem Druck durch die Leitungen 24 und 249 zugeführt wird; den Axialschub der Kolbentragscheiben aufnehmen. Dieses Getriebe läuft in dem zwecks Durchtritt von Kühlluft rippenartig ausgeführten Gehäuse 25, mit dem auch das Auspuffrohr 26 verbunden ist. Im Bereich der Auspuffschlitze dichtet das Gehäuse mit Labyrinthdichtung gegen die Schalen ii und 12. In dem Spülluftrohr 4 ist die Brennölleitung 27 untergebracht. Dieselbe ist elektrisch heizbar, um das Entzünden des Öls beim Anlassen zu erleichtern. Das Spülluftrohr ist außerdem mit dem Kapselgebläse 28 verbunden, das zum Ansaugen und Vorverdichten der Frischluft dient. Dasselbe wird von der Welle 2o mittels Zahnräder und Treibkette derart angetrieben, daß es auch bei rückwärts laufendem Motor vorwärts läuft. Die zum Erwärmen der Brennölleitung nötige Elektrizität wird von der Dynamomaschine 3o erzeugt und in einem Akkumulator gespeichert. Von der Brennölleitung 27 zweigt die Rückleitung 27a ab, in die der Hahn 31 eingebaut ist. Auf dessen Kücken sitzt der Steuerhebel32, der mit dem Zahnsegment 33 in das Zahnsegment 34 eingreift, das auf dem Spülluftrohr 4 befestigt ist. Bei senkrechter . Stellung des Steuerhebels ist der Ölrücklaufhahn offen. Bei äußerster Links- oder Rechtsstellung des Steuerhebels ist der Hahn 31 geschlossen, und die Steuerhohlkugel ist bei Rechtsstellung in der Lage, wie sie aus Fig. 2, und bei Linksstellung in der Lage, wie sie aus Fig. 2a hervorgeht.
Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende: Durch das Frischluftrohr 4, den Spülluftraum 3a und den Spülschlitz 7 strömt Frischluft in die Arbeitskammern und verdrängt die Heizgase. Das Getriebe dreht sich in der Richtung nach links (Fig. 2). Dabei verengen sich die Kammern (Fig.» 3). Nach 22112' Kolbenweg wird die Verbindung mit dem Auspuffrohr 26 und kurz darauf mit dem Spülschlitz 7 unterbrochen. Die Luft verdichtet sich bei sich verkleinerndem Raume bis auf etwa 3o ata und 55o bis 6oo° C. Darauf tritt die Kammer in den Bereich des Ausschubschlitzes 5, durch den die - Luft zum größten Teil in den Brennraum ia und zum kleineren Teil in den Druckraum 2a tritt. Das Brennöl spritzt unter hohem Druck in den Brennraum und verbrennt mit dem Sauerstoff der Luft unter hoher Temperatur und gleichbleibendem Druck, wobei sich das Volumen derselben bis auf das 2,2fache erhöht und die Verbrennungsgase durch den Einlaßschlitz 6 in eine andere, sich erweiternde Kammer einströmen. Diese Gase vermischen sich mit der im Druckraum 2a mäßig erwärmten Luft, wobei im Brennraum etwa entstandene Kohlenoxydgasevollständigverbranntwerden. Nachdem sich die Kammer aus dem Bereich des Einlaßschlitzes gedreht hat, expandieren die Gase unter Arbeitsverrichtung bis auf a ata. Darauf treten sie durch die Auspuffschlitze 15, wo sie ebenfalls Arbeit verrichten, in das Auspuffrohr 26.
Die Handregulierung und Umsteuerung geht folgendermaßen vor sich: Mit dem gefederten Steuerhebel 32, der in der Kulisse 35 verschoben werden kann, wird der Ölrücklaufhahn 31, das Spülluftrohr 4 und die damit verbundene Steuerhohlkugel gedreht. Dadurch verändert sich das Füllungsvolumen und die Brennölzufuhr in gleicher Weise, d. h. wenn die Füllung verkleinert wird, wird auch der Ölrücklaufhahn teilweise geöffnet, so daß ein Teil des Brennöls in die Saugleitung zurückfließt. Wird die Steuerhohlkugel so weit gedreht, daß die freie Kammeröffnung auf der bisherigen Verdichtungsseite größer wird als auf der Arbeitsseite, dann vertauschen die Ein- und Auslaßschlitze ihre Funktionen, und der Motor läuft rückwärts. Die Fig. 2a zeigt die Stellung der Steuerhohlkugel bei Rückwärtslauf der Maschine.

Claims

PA'L RNTANSPRUCIi Drehkolbenbrennkraftmaschine mit zwei sich kegelförmig aufeinander abrollenden Kolbentragscheiben und mit sich zwischen beiden erstreckenden Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbentragscheiben (8 und g) Schlitze aufweisen, in denen die Kolben (io) verschiebbar geführt werden, welche gelenkig ausgeführt und mittels einer zapfenartig ausgebildeten Verlängerung (i6) ihrer Gelenkachse mit einer im Gehäuse mitumlaufenden Schale (i i und 12) verbunden sind, und daß die Kolbentragscheiben mit ihren Kolben um eine Hohlkugel (3) umlaufen, die in konzentrisch zueinander angeordnete Räume, nämlich einen Spülluftraum (3a), einen Druckraum (2a) und einen Brennraum (ja) unterteilt ist, und daß die Räume von den Kolben derart überfahrene Steuerschlitze (5, 6 und 7) aufweisen, daß vom Spülluftraum Spülluft in diejenige Arbeitskammer gelangt, die von der mitumlaufenden Schale jeweils mit dem in der Gehäusewand vorhandenen Auspuff (26) verbunden ist, und daß die Spülluft bei Weiterdrehung der Maschine in den Druckraum (2a) und gleichzeitig in den Brennraum (ja) hineinverdichtet wird, aus welchen Räumen das Brenngas und die Luft bei weiterer Drehung der Maschine ebenfalls gleichzeitig in die sich vergrößernden Arbeitsräume zurückströmen.