DE703980C

DE703980C - Drehkolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE703980C
Application number: DE1938T0050176
Authority: DE
Inventors: Maurice Tips
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1938-03-25
Filing date: 1938-03-25
Publication date: 1941-03-20

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehkolbenbrennkraftmaschine und insbesondere auf solche Maschinen dieser Art, die ein feststehendes zylindrisches Gehäuse haben, in dessen Innerem auf einer exzentrisch und parallel zur Gehäuseachse angeordneten Welle ein trommeiförmiger Läufer angeordnet ist, dessen äußere zylindrische Oberfläche die innere zylindrische Fläche des Gehäuses in einer Linie berührt, während radiale Trennschieber, die gelenkig um eine Achse, die mit der Gehäuseachse zusammenfällt, vorgesehen sind, sich bis unmittelbar an die zylindrische Innenwand des Gehäuses erstrecken. Die Schieber durchqueren den Innenraum des Läufers und werden in radialen Ausnehmungen des letzteren geführt, wobei sie in drehbaren Gliedern der erwähnten Aussparungen gleiten. Die Kammern, die von je zwei aufeinanderfolgenden Schiebern, von der äußeren zylindrischen Wand des Läufers und von der inneren zylindrischen W^Tand des Ständers begrenzt werden, stellen die Arbeitskammern der Maschine dar.

Man kennt derartige Kraftmaschinen, bei welchen die zylindrische Läuferwandung am Umfang zylinderabschnittförmige Ausnehmungen aufweist, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Trennschiebern liegen. Bei diesen bekannten Kraftmaschinen setzt sich jedoch der Verbrennungsraum im Augenblick, wo die Kompression in diesem den höchsten Grad erreicht hat, aus zwei Kammern zusammen, welche symmetrisch zu beiden Seiten

der Berührungsstelle zwischen Läufer und Gehäuse in dem von zwei aufeinanderfolgenden Trennschiehern begrenzten Abschnitt liegen, wobei diese Kammern jeweils durch eine der erwähnten Ausnehmungen miteinander verbunden sind. L^rm bei derartigen Kraftmaschinen zu vermeiden, daß sich die Explosion gleichzeitig auf die beiden den Verbrennungsraum begrenzenden Schieber io. unter Ausübung von gleichen, entgegengesetzt gerichteten Kräften auswirkt, ist es notwendig, die Zündung so weit aufzuschieben, bis infolge der Läuferbewegung der Rauminhalt einer der genannten Kammern bis auf XuIl herabgemindert wird, mit dem Ergebnis, dal! sich das Explosionsgemisch im Augenblick, wo die Explosion im Verbrennungsraum erfolgt, bereits in weitgehendem Mahle ausgedehnt hat.

au Ferner ist in manchen Drehkolbenbrennkraftmaschinen die Anordnung bekannt, wonach im Läuferinnern zylindrische Verbrennungsräume vorgesehen werden, welche sich von der einen zur anderen Stirnwand des »5 Läufers erstrecken und in diese Wände durch Öffnungen einmünden, vor welchen im geeigneten Zeitpunkt durch eine in der Stirnwand des Gehäuses angebrachte Zündkerze ein Funke erzeugt wird, und wonach die Verbrennungsräume ferner mit Kanälen versehen sind, welche in der zylindrischen Läuferwand münden. Um die Speisung der Kraftmaschine mit flüssigem, eingespritzten Brennstoff durch die.genannten Öffnungen der \*erbrennungsräume hindurch während eines gewissen Teils der Winkelbewegung des Läufers erreichen zu können, müßte man Verbrennungsräume von beträchtlichem Durchmesser vorsehen, was die Erzeugung einer guten Verdichtung in den Verbrennungsräumen unmöglich machen würde.

Um die Nachteile der bekannten Kraftmaschinen zu vermeiden, besitzt jede Brennkammer der erfindungsgemäßen Kraftmaschine die Form eines Ringabschnittes, der in die Läuferstirnwände durch bogenförmige, langgestreckte Mündungsstücke einmündet, die gegen Ende der Verdichtungszeit Verbindung mit dem Verdichterraum der Maschine erlangen, und zwar durch Kanäle in den Stirnwänden des Gehäuses, welche Verbindung im Augenblick der höchsten Verdichtung in der Brennkammer unterbrochen wird, und daß die nach dieser Unterbrechung im Verdichterraum verbliebene Preßluft in eine im Gehäuse vorgesehene, mit dem Verdichterraum verbundene Hilfskammer von verstellbarem Rauminhalt überführt wird, aus der dann die Luft in die nachfolgende Arbeitskammer der 6υ Maschine zur Erhöhung des Drucks der darin befindlichen Luft entweicht.

Ferner erstreckt sich die Erfindung auf Dichtungen, die die Ränder der seitlichen Mündungen der Brennkammer umfassen und dem in dieser Kammer entwickelten Drucl· ausgesetzt sind.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι einen axialen Längsschnitt durch die Maschine.

Fig. 2 ist ein in verschiedenen Ebenen geführter Querschnitt durch die Darstellung nach l·'ig. 1.

Fig. 3 und 4 stellen in verkleinertem Maßstäbe schematische Ansichten der beweglichen Organe des Motors in ihren verschiedenen Arbeitsstellungen dar.

Γη den Figuren bedeutet 10 den Ständer oder das Gehäuse der Maschine, der aus einem Hohlzylinder besteht, weicherauf seiner Außenfläche mit geeigneten Kühlvorrichtungen, /.. 1). Kühlrippen 11, versehen ist.

Ein Läufer 12, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Ge- 8s häuses 10, ist mit seitlichen Ansätzen 13 und 14 versehen, welche als Drehzapfen dienen, Rollenlager 15 und 16 sind zwischen den Achszapfen 13 und 14 und den Lageraugen 17, iX der Gehäusedeckel 19 und 20 angeordnet.

Die Achse des Läufers 12 ist zur Achse des Gehäuses 10 exzentrisch und parallel angeordnet, so daß die äußere Zylinderfläche des Läufers die innere Zylinderfläche des Gehäuses in einer Linie berührt.

Durch eine axiale Durchbrechung des Läufers erstreckt sich eine Hohlwelle 21, die in dem Deckel 19 des Gehäuses gelagert ist. Die Achse der Hohlwelle 21 fällt mit der Gehäuseachse zusammen.

L^Tm die Hohlwelle 21 drehen sich Trennschieber 22, 23 und 24, welche den Läufer radial durchqueren und in Ausnehmungen des letzteren geführt werden, wobei sie in drehbaren Gliedern 25, 26 und 2J der-erwähnten Aussparungen gleiten.

Jedes der drehbaren Glieder besteht aus einem Zylinder mit einer senkrechten Durchbrechung für den Durchtritt des Trennschie- no bers. Die Trennschieber tragen im übrigen Dichtungselemente 37■, deren Fliehkraft durch Gegengewichte 39 ausgeglichen ist.

In einer der beiden Seitenflächen des Gehäuses ist eine Auslaßöffnung 47 und eine Einlaßöffnung 48 angeordnet (vgl. Fig. 2). Diese beiden öffnungen werden durch ein sich drehendes Absperrorgan 49 gegeneinander abgeschlossen. Letzteres hat die Form eines Zylinderteilstückes von sichelähnlicher »20 Gestalt, wobei die äußere Fläche des Absperrorgans 49 im Querschnitt kreisförmig ist,

während die innere Fläche durch zwei in der Mitte aufeinandertreffende Kurven gebildet wird.

Das Absperrorgan 49, das mit der Achse 49_U aus einem Stück besteht, wird-durch die Drehung des Läufers angetrieben, und zwar mit einem solchen Übersetzungsverhältnis, daß seine Geschwindigkeit dreimal so groß ist wie die Geschwindigkeit des Läufers.

Das Absperrorgan 49 gestattet durch seine besondere Gestalt den Durchgang der Trennschieber, die sich auf ihm abstützen. Außerdem schließt das Absperrorgan 49 während des Umlaufs der Maschine die öffnungen 47 und 48 gegeneinander ab, entweder dadurch, daß die Enden der Trennschieber und ihre Dichtungselemente 37 auf den kurvenförmigen Oberflächen 50 und 51 des Absperrorgans 49 schleifen (Fig. 2) oder dadurch, daß die äußere zylindrische Fläche des Absperrorgans 49 sich mit der äußeren Zylinderfläche des Läufers 12 berührt (Fig. 3 und 4).

Im Inneren des Läufers 12 sind Verbrennungskammern 52 vorgesehen, die sich von der Wand 34 bis zur \Yand 35 des Läufers erstrecken, in welche die Kammern 52 durch bogenförmige, langgestreckte Mündungsstücke 53 einmünden.

Eine oder mehrere Rohrleitungen"54 verbinden jede der Kammern 52 mit der zugehörigen Arbeitskammer, in welche diese Rohrleitungen an der äußeren Läuferfläche münden.

In jedes Mündungsstück 53 ist auf seiner inneren Randfläche eine Dichtungsleiste 55 eingesetzt, die dazu bestimmt ist, eine elastische Abdichtung der anliegenden Seitenfläche des Gehäuses gegen den Druck der in der Kammer 52 entwickelten Verbrennungsgase herzustellen.

Die Zuführung des Verbrennungsmittels erfolgt durch die Mündungen 53 mittels eines oder mehrerer Injektoren 56, die in einer oder in beiden Seitenwänden des Gehäuses vorgesehen sind, und zwar in einem Punkt, der nahe demjenigen liegt, in dem Ständer und Läufer sich berühren.

Eine oder mehrere Zündkerzen 57 können in ähnlicher Art wie di;e Injektoren angeordnet sein, und zwar zu dem Zwecke, in dem geeigneten Zeitpunkt des Arbeitskreislaufes der Maschine" die Zündung zu bewirken, durch welche die Explosion des Gasgemisches in der betreffenden Explosionskammer erfolgt.

IS Die Anordnung der Einspritz- und Zündorgane in den Seitenwänden des Gehäuses bringt den Vorteil mit sich, daß diese Teile nur kurzzeitig (nur während einiger Grade des Läuferumlaufs) bei gewissen Drehstelhingen des Läufers der Wirkung der Verbrennungsgase unterliegen. Auf diese Weise wird sowohl die Erhitzung dieser Teile wie ihre tu schnelle Verschmutzung vermieden.

Damit man, nachdem die Mündung der Leitung 54 den Punkt, in dem sich Ständer und Läufer berühren, überschritten hat, noch 'eine weitere Füllung der Kammern 52 erreichen kann, sind in den Wandungen 19 und 20 des Ständers bzw. Gehäuses Kanäle 68 ' vorgesehen, die einerseits in die Kompressionskammer der Maschine münden, andererseits in dem Zeitpunkt vor den Mündungsstücken 53 stehen, in dem die zugehörige Kammer 52 den Berührungspunkt überschreitet. Die Verbindung zwischen der Kompressionskammer ^7S und der Kammer 52 wird kurze Zeit (wenige Grade), bevor die Explosion in der Kammer 52 eintritt, unterbrochen.

Eine hermetisch geschlossene Kammer 69 von veränderlichem Rauminhalt, die durch einen Zylinder 70 gebildet wird, kann zusätzlich vorgesehen sein. Ina Zylinder 70 ist ein Kolben 71 mit einer Gewindespindel 72 angeordnet, so daß man durch Drehen der Spindel jz die Stellung des Kolbens 71 verändern kann. Einer oder mehrere Kanäle 7^ verbinden die Kammer 69 mit der Kompressionskammer der Maschine, und zwar in einem Punkte, der in nächster Nähe des Berührungspunktes von Gehäuse und Läufer 9" liegt.

Die Wirkungsweise der neuen Brennkraftmaschine ist die folgende:

Da sich der Läufer 12 in Richtung des Pfeiles A der Fig. 2 dreht, während das Absperrorgan 49 sich in Richtung des Pfeiles B dreht, gleitet das Ende des Trennschiebers 24 über die gekrümmte Fläche 51 des Absperrorgans 49 und überschreitet nach Verlassen dieses Organs die Ansaugöffnung48, um die '"<> in Fig. 3 gezeigte Stellung einzunehmen, während gleichzeitig das Organ 49 dank seiner besonderen Gestaltung und seiner Drehbewegung die Öffnungen 47 und 48 gegeneinander absperrt. '

Der Rauminhalt der Arbeitskammer, die durch die innere zylindrische Wand des Gehäuses, die äußere zylindrische Wand des Läufers, das Absperrorgan 49 und durch den Schieber 24 gebildet wird, vergrößert sich u» während der Drehbewegung des Schiebers 24 (vgl. Fig. 3 und 4), was zur Folge hat, daß in dieser Kammer ein Unterdruck entsteht und Luft oder Gasgemisch durch die Ansaugöffnung 48 eingesaugt wird.

Das auf diesem Wege in die Maschine eingeführte Mittel wird dann durch die Drehbewegung des folgenden Schiebers komprimiert, da sich der Rauminhalt der Kompressionskammer zwischen diesem Schieber und dem Berührungspunkt von Ständer und Läufer verkleinert. Das komprimierte Mittel

Claims

wird durch die Rohrleitung 54 in die Verbrennungskammer 52 gedruckt bis zu dem Augenblick, λ\ό diese letztere den Berührungspunkt zwischen Läufer und Ständer bzw. Gehäuse überschreitet.

Von diesem Zeitpunkt ab wird das komprimierte Mittel, das sich noch in der Kompressionskammer befindet, durch den Kanal 6S getrieben und in die Kammer52 durch das Mündungsstück 53 hineingedrückt bis zu dem Augenblick, wo die Mündung 53 das Ende des Kanals 68 überschreitet und damit die Verbindung unterbricht.

Die Verbrennungskammer befindet sich ig dann in der in Fig. 2 gezeigten Stellung, in welcher die Kompression in der Verbrennungskammer den höchsten Grad erreicht hat, so daß die Zündung des Brennstoffes, der in einem gewünschten Augenblick durch die Injektoren 56 in die Kammer 52 gedrückt wird, erfolgt, sei es durch die hochgetriebene Kompression selbst oder durch einen elektrischen Zündfunken, der zwischen den Elektroden der Zündkerzen 57 erzeugt wird und der das Gasgemisch zündet.

Die Verbrennungsgase entweichen durch ilen Kanal 54 und drücken treibend auf den Schieber 22 (vgl. die in Fig. 2 gezeigte Stellung).

Wenn der jeweils der Wirkung der Explosion der Gase unterworfene Schieber die Auspufföffnung 47 erreicht hat und mit der Sichelfläche 50 des Absperrorgans 49 in Verbindung getreten ist, beginnt das Arbeitsspiel von neuem, während die verbrannten Gase <lurch die Auspuff öffnung 47 entweichen. Das Austreten der verbrannten Gase wird dal>ei durch die Drehbewegung des folgenden Schiebers der Expansionskammer unterstützt. Der Arbeitskreislauf setzt sich in dieser Art fort, indem jeder Schieber nacheinander den Läufer antreibt. Da im Ausführungsbeispiel drei Schieber vorgesehen sind, erhält der Läufer drei Druckimpulse je Umdrehung.

Die Höhe des Druckes in der Verbrennungskammer 52 kann in Abhängigkeit von dem Rauminhalt, der der Hilfskammer 69 gegeben wird, geregelt werden; denn durch den Inhalt der Kammer 69 kann die Höhe der Kompression am Ende der Kompressionsbewegung eines Schiebers geregelt werden.

Pa τ isn τ ANSI' κ Oc 11 ii:

i. Drehkolbenkraftmaschine mit außer- r>s mittig im Gehäuse umlaufendem Läufer und mit in drehbaren Xüssen des Läufers verschiebbaren Trennschiebern, die auf einer mit der Achse des Gehäuses zusammenfallenden Achse drehbar gelagert sind, ferner mit im Läufer vorgesehenen Brennkammern, deren Öffnungen seitlich in die Läuferstirnwände münden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Brennkammer (52) die Form eines Ringabschnittes besitzt, der in die Läuferstirnwände (34, 35) durch bogenförmige, langgestreckte Mündungsstücke (53) mündet, die gegen Ende der Verdichtungszeit Verbindung mit dem Verdichterraum der Maschine erlangen, und zwar durch Kanäle (68) in den Stirnwänden (19, 20) des Gehäuses (10), welche Verbindung im Augenblick der höchsten Verdichtung in der Brennkammer unterbrochen wird, und daß die nach dieser Unterbrechung im Verdichterraum verbliebene Preßluft in eine im Gehäuse vorgesehene, mit dem Verdichterraum verbundene Hilfskammer (69) von verstellbarem Rauminhalt überführt wird, aus der g_o dann die Luft in die nachfolgende Arbeitskammer der Maschine zur Erhöhung des Drucks der darin befindlichen Luft entweicht.
2. Maschine nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der seitlichen Mündungen (53) von Dichtungen (55) d^er Brennkammer eingefaßt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen