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Brennkraftmaschine mit sternförmig angeordneten, gegenläufig arbeitenden
Kolben Das Hauptpatent 702 974 bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine
mit sternförmig angeordneten, gegenläufig arbeitenden Kolben sowie mit gemeinsamen
Kraft'übertragungsgliedern sowohl für die äußeren als auch die inneren. Kolben,
bei der die beiden Kraftübertrabggungsglieder unter sich und gegenüber der Schnittachse
der Zylinder exzentrisch angeordnet sind und bei der als gemeinsames Kraftübertragungsgliied
für die äußeren Kolben .ein in deren. Bereich verlegter Ring dient, der relativ
zu denn Zylinderblock eine Wälzbewegung :ohne gegenseitige Verdrehung ausführt.
Es ist dadurch erreicht, daß die bei den bekannten Maschinen notwendigen langen
Einzelübertragungsglieder gegebenenfalls ganz vermieden oder aber doch ganz wesentlich
verkürzt werden können. Weiterhin wird dadurch, daß das äußere Kraftübertragungsglied
keime Drehbewegung um den Zylinderstern, sondern nur eine geringe Pendelbewegung
ausführt, keine zusätzliche Rollenreibung erzeugt.
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Bei der Erfindung nach dem Hauptpatent ist eine Vollsternform der
Kolbenanordnung vorgesehen und demgemäß das in den Bereich der äußeren Kolben verlegte
gemeinsame Kraftübertragungsglied für diese äußeren Kolben .als geschlossener Ring
ausgebildet. In manchen Fällen, z. B. bei Motoren mit geringer Leistung, führt die
Vollsternform des Motors zu unnötigen Materialanhäufungen.
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Diesem Gesichtspunkt Rechnung tragend, ist nun nach der vorliegenden
Erfindung für die genannten Fälle eine Verbesserung dadurch erzielt, daß die gegenläufig
arbeitenden Kolben nur in der Form eines Teilsterns, also fächerartig, angeordnet
sind und dementsprechend das in den Bereich der äußeren Kolben verlegte gemeinsame
Kraftübertragungsglied
für die äußeren Kolben nur einen Teil eines
Ringes bildet. Dadurch ist in den Fällen, wo die V ollsternform des Motors nicht
nötig ist, der mit der Erfindung nach dem Hauptpatent erzielte Vorteil der Einsparung
von Ventilen, Hebeln, Gestängen und anderen Bauteilen in besonders hohem Maße erreicht
und durch Gewichtseinsparungen weiter ergänzt.
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Bei bekannten Brennkraftmaschinen mit fächerförmig angeordneten @%,rbeitseinlieiten
und gegenläufig arbeitenden Kolben sowie mit gem,einsam,en Kraftübertragungsgliedern
sowohl für die äußeren als auch die inneren
| Kolben is.@ s gemeinsame Übertragungsglied |
| für die -feren Kolben in der Nähe der |
inneren Kolben angeordnet. Dadurch ergibt sich die Notwendigkeit, unverhältnismäßig
lange Einzelübertragungsglieder in Form von langen Pleuelstangen zu verwenden, weil
jeder einzelne äußere Kolben auf diese Weise mit dem entfernt liegenden gemeinsamen
Kraftübertragungsglied verbunden sein muß.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung als Beispiel
dargestellt. Fis. i .zeigt einen Querschnitt durch die Fächermaschine nach der Erfindung;
Fig.2 zeigt einen Längsschnitt durch die gleiche Maschine.
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Die dargestellte Maschine besteht grundsätzlich ebenso wie die Maschine
nach dem Hauptpatent aus drei Grundelementen, nämlich dein die Arbeitseinheiten
enthaltenden KÖrper i. dem ihn umgebenden Gehäuse 2 und der gekröpften Welle 3.
Die Achse Y des Gehäuses 2 ist außermittig zur Achse X des Körpers i- und die Achse
Z der Welle 3 wiederum außermittig zu den Achsen X und Y
verlegt.
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In dem Körper i sind drei fächerförmig angeordnete Arbeitseinheiten
4", 4b, 4" Vorgesehen. Jede dieser Einheiten bildet eine an sich bekannte Gegenkolbenmaschine,
deren Mitten, fächerförmig in der Achse X des Körpers i zusammentreffen. Die Zahl
der fächerförmig angeordneten Gegenkolbenmaschirren ist beliebig, ebenso wie ihr
Winkelabstand voneinander.
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Die außenliegenden Kolben 5", 5i" 5, der Gegenkolbenmaschinen sind
durch kurze Pleuelstangen 6", 6b,, 6" gelenkig mit dem Gehäuse 2 verbunden. Die
inneren Kolben ,. stehen gleichfalls über kurze Pleuelstangen 8"-,8b, 8" mit der
gekröpften Welle 3 in Gelenkverbindung.
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In die einzelnen Verbrennungsräume der Gegenkolbenmaschine, die zweckmäßig
nach dein Einspritzverfahren arbeiten, münden in an sich bekannter Weise Brennstoffeinspritzdüsen
9, die über Leitungen io mit einer Brennstoffpumpe i i verbunden sind. Zwischen
den einzelnen Arbeitseinheiten 4.". ..lU, a, sind in dem Gehäuse i längs verschiebliebe
Lamellen 12", i 2b angeordnet. die ähnlich den Pleuelstangen 6", 6;,, 6,. ebenfalls
gelenkig mit dein Gehäuse 2 verbunden sind. Die beiden Lamellen 12" i 2b grenzen
den Arbeitsraum 13 der Maschine ab.
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Der hrnenkörper i ist hohl ausgebildet. An seinem Umfang befindet
sich ein zusammenhängender Hohlraum 14, der als Luftspeicher dient. Nach innen zu
ist ein ebenfalls zusammenhängender Hohlraum 15 vorgesehen, durch den ein Kühlmittel,
vorzugsweise Wasser, hindurchgeleitet wird. Dieses Kühlwasser soll die Wärmemengen
der Arbeitseinheiten abführen.
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In dem Körper i ist ein Steuerkanal 16 vorgesehen, der nach dem Arbeitsraum
13 hin offen ist. Im Bereich des Steuerkanals 16 ist die Stirnwand des Gehäuses
2 mit einer Offnun- i7 versehen, die mit der Außenluft in Verbindung steht. Die
dem Arbeitsraum i3 zugekehrte Innenfläche der Stirnwand des Gehäuses 2 weist einen
Steuerschlitz 18 auf. Im Bereich des Schlitzes 18 ist in der ihm z
u.ge 'k # ehrten. Stirnwand des Körpers i eine Bohrung i9 vorgesehen, die in. den
als Luftspeicher dienenden Hohlraum 14 des Körpers i mündet. Von dem Hohlraum 14
führen Spülschlitze 2o in die Verbrennungsräume der einzelnen Gegenkolbenmaschinen;
außerdem münden Auspufföffnungen 2 1 durch den Körper i hindurch ins Freie.
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Das Gehäuse 2 ist entsprechend der Form des Körpers i als Teil eines
Ringes ausgebildet. Der Körper i ist über Verbindungsstücke 22 ortsfest mit einem
beliebigen feststehenden Sockel @o. dgl, verbunden.
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Die dargestellte Maschine wirkt wie folgt: Von der Brennstoffpumpe
i i wird über die Leitung io und die Einspritzdüseg dem Verbrennungsraum der Gegenkolbenmaschinen
4a, 4v, 4" nacheinander Brennstoff zugeführt. Nach erfolgter Verbrennung werden
in an sich bekannter Weise die Kolben der Gegenkolbenmaschine auseinandergetrieben,
wobei dienach außen wirkenden Kolben das Gehäuse 2 in eine exzentrische Pendelbewegung
zu dem ortsfesten Körper i setzen. Damit führt das Gehäuse 2 dieselbe Relativbewegung
zum Körper i aus wie der Drehkolben eines Drehkolbenverdichters, d. h. der Arbeitsraum
1,3 wird zunächst vergrößert und darmverkleinert, wodurch eine Verdichtung der darin
befindlichen Luft eintritt.
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In der dargestellten Betriebsstellung deckt sich der Steuerkanal 16
zu einem Teil mit der Bohrung 17, s,0- daß Luft von außen in den Arf>eitsraum
13 gelangt. Nachdem der Arbeitsraum 13 in seiner größten Ausdehnung mit Luft angefüllt
ist, kommen der Kanal i6
und die Öffnung 17 außer Deckung, so daß
dann die Verdichtung der in dem Arbeitsraum 13 eingeschlossenen Luft eintritt. Die
verdichtete Luft wird- dann über den Schlitz 18 und die Bohrung i9, nachdem beide
zur Deckung gekommen sind, in den Luftspeicher 14 abgeführt.
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Die Kolben einer jeden Gegenkolbenmaschine, welche sich ihrer äußeren
Totpunktlage nähern, geben ,einerseits die Spülschlitze 2o im Körper i und anderseits
die Auspuffschlitze 21 frei. Dadurch kann die in dem Hohlraum befindliche gespannte
Luft in den Verbrennungsraum eintreten, während die Verbrennungsgase durch den Auspuff
ins Freie gedrückt werden.
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Die nach innen wirkenden Kolben 7Q, 7b, 7c
der einzelnen Gegenkolbenmaschinen
setzen die gekröpfte Welle 3 in Drehung, wie durch den Pfeil in Fig. 2 .angezeigt
ist. Die Welle 3 kann. dann als Abtrieb für die erzeugte Kraft verwendet werden.