DE900028C

DE900028C - Drehkolben-Brennkraftmaschine mit innenverzahntem Kapseltrieb

Info

Publication number: DE900028C
Application number: DEW7410A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Witte
Original assignee: SIEGFRIED WITTE
Current assignee: SIEGFRIED WITTE
Priority date: 1951-12-13
Filing date: 1951-12-13
Publication date: 1953-12-17

Description

Drehkolben-Brennkraftmaschine mit innenverzahntem Kapseltrieb Ebenso alt wie die Brennkraftmaschine selbst ist auch das Bestreben der Motorenbauer, hierbei die schwingende Kolbenbewegung .durch eine gleichförmige Drehbewegung geeigneter Maschinenteile zu ersetzen, um durch weitere Drehzahlerhöhung das Leistungsgewicht noch mehr zu verringern.
Neben der Entwicklung der Verbrennungsturbine mit ihrem besonderen Verbrennungsverfahren ist immer wieder versucht worden, das ausgezeichnet bewährte Arbeitsverfahren der Kolben-Brennkraftmaschine mit den nacheinanderfolgenden Arbeitstakten auch in einer umlaufenden Maschine beizubehalten.
Dies wird erreicht durch die Drehkolben-Brennkraftmaschine mit Kapseltrieb, von der im Laufe der Zeit eine große Zahl von Variationen erfunden worden sind.
Alle bereits beschriebenen Maschinen haben drei große Nachteile, welche die praktische Verwendungsmöglichkeit in Frage stellen: r. Die durch die Zahnlücken gebildeten Verbrennungsräume weichen von der zylindrischen Form oder gar von der Idealform, nämlich der Kugel, ganz erheblich ab. Die Verbrennungsräume sind zu sehr zerklüftet, als daß eine gleichmäßige Verbrennung darin erreicht werden könnte.
a. Die gleitenden Flächen sind so ungünstig angeordnet, -daß mit Rücksicht auf tragbare Gleitgeschwindigkeit entweder keine größeren Einheiten gebaut oder keine nennenswerten Drehzahlen gefahren werden können.
3. Zum Laden und Spülen der Verbrennungsräume ist eine besondere Pumpe erforderlich. Diese drei Nachteile sollen durch vorliegende Erfindung weitgehend behoben werden: r. Deshalb wird als Verbrennungsraum auch hier die bei den Kolbenmaschinen nicht mehr wegzudenkende Form des Hohlzylinders gewählt. Es werden somit für die Verbrennung die gleichen bewährten Raumverhältnisse geschaffen, die bei den Kolbenmaschinen vorhanden sind.
2. In die zu einem Kranz radial angeordneten Verbrennungsräume tauchen von innen herein kugelförmige Kolben. Diese bewegen sich völlig unbelastet in den Zylinderlaufbahnen mit einem Spiel der ISA-Qualitäten 5 bis 7. Nach außen sind die Verbrennungsräume im Bereich von Verdichtung und Verbrennung durch einen mitlaufenden kugelschalenförmigen Drehschieber abgedeckt. Auf diese Weise treten bei Drehzahlen bis zu 30 ooo U/min des Zylinderkranzes keine höheren Gleitgeschwindigkeiten als bis zu 5o m/sec auf.
3. Zum Iaiden und Spülen werden keine besonderen Pumpen benötigt, weil die Luft mittels Fliehkraft infolge Drehung des Zylinderkranzes in die Verbrennungsräume hinein- bzw. durch , sie hindurchgeschleudert wird.
Vorliegende Erfindung dient außerdem dem Ziel, das Dieselverfahren für Baugewichte unter 0,3 kg/PS nutzbar zu machen. Es ist bekannt, daß .die Drehzahlsteigerung beim Dieselmotor ein Problem der Verkürzung des Zündverzuges ist. Der Zündverzug ist abhängig von der Feinheit der Zerstäubung des Kraftstoffes und von' der Güte der Verteilung des zerstäubten Kraftstoffes in der hochverdichteten Ladeluft.
.Bei vorliegender Erfindung wird zwecks erheblicher Verkürzung des Zündverzuges der Kraftstoff vom umlaufenden Kolben durch Fliehkraft in den ebenfalls umlaufenden Verbrennungsraum hineingeschleudert. So unterliegt selbst das allerkleinste Kraftstoffteilchen auch noch nach dem Verlassen der Einspritzdüse der Fliehkraft, so daß der Kraftstoff in außerordentlich feiner Verteilung bis zu seiner endgültigen Verbrennung durch die ganze Höhe des Verdichtungsraumes getrieben wird.
Der Kapseltrieb mit Zylindern und Kugelkolben .der vorliegenden Erfindung ist in ähnlicher Ausführung bereits im Jahre 1903 in der Patentschrift 144 861 behandelt worden, allerdings nicht als Brennkraftmaschine, sondern als Dampfmaschine. Außerdem unterscheidet sich jener Kapseltrieb vom vorliegenden Erfindungsgegenstand dadurch, daß die Zylinder keine Außenöffnungen besitzen und daß deshalb auch kein Drehschieber vorhanden ist.
Im einzelnen ist die Wirkungsweise vorliegender Drehkolben-Brennkraftmaschine folgende: Zur Bildung veränderlicher Verbrennungsräume und zur Umwandlung von Verbrennungsenergie in drehende Bewegungsenergie dient ein innenverzahnterKapseltrieb mit dem Wälzkreis-Durchmesserverhältnis 1::2 zwecks Bildung einer geradlinigen Relativbewegung aus zwei Drehbewegungen. Der schematische Aufbau ist in Abb. i im Längsschnitt und in Abb. 2 im Querschnitt dargestellt: Innerhalb des Zylinderkranzes i mit seinen Zylinderbohrungen ja kreisen kugelförmige Kolben.2a, die an der Kolbenradwelle 2e mit Kolbenspeichen 2b befestigt sind. Um die Reibung zwischen Kolben und Zylinder auf ein Minimum zu beschränken, wird der Zwanglauf von Zylinderkranz und Kolbenrad durch die Innenverzahnung 1b und 2' hergestellt.
An Stelle von Zylinderkopf und Ventilsteuerung deckt ein kugelschalenförmiger Drehschieber 4a die Außenöffnungen der Zylinder so ab, daß Verdichtung und Ausdehnung erfolgen können. An seiner Nabe 4e drehbar gelagert und durch die Kegelverzahnung 4b und id mit der Nabe ie des Zylinderkranzes verbunden wird örtliche Überhitzung und wesentliche Reibung vermieden.
Nach jedem Verbrennungsvorgang werden Zylinder ja und Kolben 2a gesondert im Luftstrom gekühlt. Der Zylinderkranz wirkt hierbei wie ein Kreiselgebläse.
Abgas und verbrauchte Kühlluft werden durch die Sammelleitung 3a einer Abgasturbine zugeführt, die aus der Turbinenringleitung 3b, den Düsenleitblechen 3c, dem Abgasstutzen 3e und den Turbinenschaufeln 311 besteht. Letztere sitzen auf der Nabe ic des Zylinderkranzes.
Der Weg des gefilterten Kraftstoffes 5d führt durch den Rohrschaft 5a des Reglers in den Verteilerkolben 5b. Dieser ist axial verschiebbar durch den Bedienungshebel 5f. Durch die Verteileröffnung Se gelangt bei entsprechender Einstellung der Kraftstoff in den Kanal der Schleuderdüsen 2e. Von hier wird .der Kraftstoff infolge von Fliehkraft in den Verbrennungsraum hineingeschleudert.
Der Schmierstoff 5e wird in die Längsbohrung der Kolbenradwelle 2e eingepumpt und gelangt durch die Radialbohrung 2h an die Schmierstellen.
Vom Ritzel 29 wird die Motorleistung abgegeben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Drehkolben-Brennkraftmaschine mit innenverzahntem Kapseltrieb, dadurch gekennzeichnet, daß . ein Kolbenrad mit kugelförmigen Kolben sich innerhalb eines umlaufenden Kranzes mit radial angeordneten zylindrischen Bohrungen durch Zahnradgetriebe kraftschlüssig dreht.
2. Drehkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch i; gekennzeichnet durch einen kugels.chalenförmigen Drehschieber, der die äußeren Zylinderöffnungen abdeckt und durch Zahnradgetriebe mit dem Kranz kraftschlüssig verbunden ist.
3. Drehkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch radial oder annähernd radial verlaufende Kanäle im Kolbenrad, die von der Kolbenradwelle aus durch den Kolben führen.
4. Drehkolben-Bren.nkraftmaschine nach Anspruch i bis 3, gekennzeichnet durch eine im umlaufenden Kranz eingebaute Turbine. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 85 258, 414 993, 733 721; USA.-Patentschrift Nr. 2 478 924.