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Drehkolbenbrennkraftmaschine mit Schwingkolben Die Erfindung betrifft
einen Verbrennungsmotor, welcher durch Vorverdichtung des Brennstoffes auf einer
Seite mindestens eines Kolbens arbeitet und den so verdichteten Brennstoff in eine
auf der anderen Seite des Kolbens vorgesehene Verbrennungskammer fördert und der
einen ringförmigen, sich über einen Teil des Umfanges erstreckenden Zylinder aufweist,
in dem sich Kolben hin und her bewegen, die mit einem zum Zylinder koaxialen Rotor
fest verbunden sind.
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Die Erfindung ist im wesentlichen gekennzeichnet durch einen im Kolben
vorgesehenen, der Vorverdichtungskammer zugewandten und sich in den Rotor fortsetzenden
Kanal, der die zu beiden Seiten des Kolbens gelegenen beiden Kammern periodisch
untereinander verbindet, sowie durch Einrichtungen zur Umlvaiidhmg der Wechselbewegungen
des Rotors in eine kontinuierliche Drehbewegung.
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Die Abbildungen stellen beispielsweise einige Ausführungsarten der
Erfindung dar.
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Abb. i ist ein Querschnitt durch den gesamten Motor gemäß I-I der
Abb. z; Abb. 2 ist ein Schnitt gemäß 11-II der Abb. i; Abb.3 ist ein schematischer
Schnitt nach III-III der Abb. q. durch eine abgeänderte Ausführungsart; Abb. q.
ist ein Schnitt nach IV-IV der Abb. 3; Abb. 5 ist ein der Abb.3 ähnlicher Schnitt,
bei dem sich das rotierende Organ in entgegengesetztem Sinne dreht.
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Abb. 6 ist ein Schnitt nach VI-VI der Abb. z.
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Der in den. Abb. i bzw. z dargestellte Motor besitzt einen ringförmigen
Zylinder, welcher aus einem
festen Ring i, zwei Flanschen 2 und
3 und einem Rotor 4 besteht. Dieser Zylinder ist durch dicke Wände 5 und 6, welche
durch Bolzen 7 und 8 befestigt werden, in zwei Kammern geteilt, welche selbst je
in zwei Teile von veränderlichem Rauminhalt 9 und i o oder i i und 12 geteilt werden,
und zwar mittels Kolben 13 bzw. 14, welche auf dem Rotor 4 durch Bolzen befestigt
sind und welche wechselweise Drehbewegungen nach den Pfeilen 16 und 17 ausführen.
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Der Motor besitzt Eintrittsstutzen i 8 und 19 für das Brennstoffgemisch,
in der Wand des Flansches 3 eingebohrt und den ringförmigen Zylinder begrenzend.
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Der Flansch 3 ist in 2o hohl und wird mit einem z. B. in einem (auf
der Abbildung nicht dargestellten) Vergaser erzeugten Brennstoffgemisch gespeist.
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Der Brennstoff kann in einem der Teile der Kammern 9 oder i i nur
eindringen, wenn die Eintrittsöffnung 18 oder 19 durch den Kolben 13 oder 1 4. nicht
abgesperrt wird. In der Tat besteht jeder Kolben 13 oder 14 aus einem Hohlkörper,
welcher gegen die Wand 5 normalerweise geöffnet ist, und die Seitenenden jedes Kolbens
lieben in Berührung mit den Flanschen 2 und 3 des Ringes i und des Rotors 4 entweder
unmittelbar oder über Dichtungen.
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Austrittskanäle 21 und 22 führen durch den Ring i die gebrannten Gase,
welche von den Kammerteilen i o und 12 herkommen, in welchen die Verbrennung stattfindet.
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Der den Ringzylinder begrenzende Ring i wird durch einen zweiten Ring
vollständig umfaßt, welcher uni den Ringzylinder eine durch die Auspuffleitungen
21 und z2 durchgebohrte warmisolierende Kammer 24 bestehen läßt.
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Ferner isolieren die Kammer 2o des Flansches 3, durch den der Brennstoff
geht, und eine mit Luft gefüllte ähnliche Kammer 25 des Flansches 2 die Seitenwände
des Motors.
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Der Innenraum jedes Kammerteiles 9 oder i i wird mit dem Kammerteil
io oder 12 über den Hohlkolben 13 oder 14 und einen in dem Rotor gebohrten Kanal
26 oder 27 periodisch in Verbindung gesetzt.
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Andererseits ist die Wand 6 lang genug vorgesehen, daß der dem Kolben
13 entsprechende Kanal 26 in den Kammerteil 12 niemals ausmünden kann und
daß umgekehrt der dem Kolben 14 entsprechende Kanal 27 niemals in den Kammerteil
i o ausmünden kann.
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Der Kanal 26 oder 27 mündet in den Kammerteil io oder 12 dann aus,
wenn der Kolben 13 oder 1 4. beinahe an der Wand 5 angekommen ist. Der Kammerteil
9 oder i i wird dann mit dem Kammerteil i o oder. i 2 in Verbindung gesetzt, und
das Brennstoffgas kann in den Kammerteil io oder 12 gelangen, welcher als Verbrennungsraum
dient.
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Zündkerzen können z. B. in den Aushöhlungen 28 und 29 der Wand 6 in
Verbindung mit den Verbrennungsräumen io und 12 vorgesehen werden.
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Der vorher beschriebene Motor arbeitet in folgender Weise: Wenn sich
die Gesamtheit des Rotors 4 und der Kolben 13 und 14 im Sinne des Pfeiles 16 bewegt,
verdichtet der Kolben 13 das eingeströmte Brennstoffgas in dem Kammertei19, und
der Druck nimmt bis zu dem Zeitpunkt zu, zu welchem der Kanal 26 mit dem Kammerteil
i o kommuniziert, in dem gerade eine Gasverbrennung erfolgte.
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Dann gelangt das frische Gas in die Verbrennungskammer über den Hohlkolben
13 und den Kanal 26, in dem es die verbrannten Gase austreibt, welche durch die
Leitung 21 auspuffen.
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Während der Drehbewegung des Kolbens 14 im Sinne des Pfeils 16 wird
in dem Kammerteil i i ein Unterdruck geschaffen, welcher ein Ansaugen des frischen
Brennstoffgemisches sofort bewirkt, wenn die Öffnung i9 durch die Oberfläche des
Kolbens 14 befreit wird. Gleichzeitig wird das frische Gas, welches in den Verbrennungsraum
io gelangt ist, durch die Verminderung des Rauminhalts verdichtet.
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Die Zündung durch die Kerze der Aushöhlung 29 findet dann statt, wenn
das Ansaugen in dem Kammerteil i i beendet ist und der Druck in dem Verbrennungsraum
12 genügend ist. Der Kolben 14 wird dann weitergetrieben und läuft im Sinne des
Pfeils 17, den Rotor 4 und den Kolben 13 mitnehmend.
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Dann entsteht in. den Kammerteilen 9, 1 o, i i und 12 der gleiche
Arbeitszyklus wie vorher, jedoch im entgegengesetzten Sinne. Jedesmal wenn die Gesamtheit
des Rotors und der zwei Kolben sich im einen oder anderen Sinne verstellt, entstehen
die vier Takte eines Motors, von denen der Verbrennungstakt den Antrieb eines der
Kolben bewerkstelligt.
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Es ist zu bemerken, daß das Ansaugen entweder durch die Öffnungen
18 oder i9, wie oben angedeutet, oder durch einen Kanal 3o ausgeführt werden kann,
welcher in der hohlen Wand 5 ausmündet, die mit den Kammerteilen 9 und i i über
Ventile 31 und 32 nach und nach in Verbindung gesetzt werden kann, die die genannten
Ventile 31 und 32 nur nach der Einführungsrichtung des Brennstoffes in dem Motor
geöffnet werden, d. h. gleichzeitig über 18 oder i9 und 3o.
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Der Rotor ist in der Antriebswelle 33 eingebaut und wird von ihr in
einer Wechseldrehbewegung angetrieben, welche in eine stetige Drehbewegung umgebildet
werden ruß.
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Diese Umbildung kann einfach mittels einer auf der Welle 33 befestigten
Kurbel 34ausgeführt werden, welche eine auf einer Kurbel 36 gelagerte Schubstange35
antreibt, wobei die Kurbe136 eine ein Schwungrad 38 tragende Welle 37 in einer stetigen
Bewegung antreibt.
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Die anderen Abb.3 und 5 stellen eine andere Ausführungsart der die
Wechseldrehbewegung in stetige Drehbewegung umbildende Einrichtung dar.
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In dieser Ausführungsart trägt die Welle 33 eine mit einem Ring 4o
fest verbundene Scheibe 39, welche im Innern mit einem Teil einer Verzahnung 41
und außen, jedoch dem Tei141 diametral umgekehrt, mit einem anderen Teil einer Verzahnung
42 versehen ist. Jedem Verzahnungsteil4i oder 42
gegenüber wird
ein, Ritze143 oder 44, welches zu zwei Zahnsektoren 45, 46 oder 47 durch Ebenen
49 und 5o und 51 und 52 begrenzt ist, vorgesehen.
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Die Ritzel 43 und 44 werden je auf Wellen 53 und 54 gekeilt, welche
Ritze155 und 56 tragen, welche mit einem mit einer Welle 58 festgebundenen mittleren
Ritzel 57 eingreifen.
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Die Gesa:mtheiten 43, 55 und 44 56 sind in der auf Abb. 3 dargestellten
Lage derart in Stellung gebracht, daß die Ritzel43 und 44 mit den Verzahnungen 41
und 42 nach und nach eingreifen.
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Diese Einrichtung arbeitet in folgender Weise: Wenn sich die Scheibe
39 im Sinne des Pfeils 49 dreht, nimmt diese im Sinne des Pfeils 6o das Ritzel 23
mit, welches selbst, und zwar im entgegengesetzten Sinne, das Ritzel57 über das
Ritzel55 mitnimmt. Das durch das Ritze157 angetriebene Ritzel 56 dreht sich im gleichen
Sinne wie die Ritzel 55 und 43 mit dem auf der Welle 54 des Ritzels 56 befestigten
Ritzel44, ohne zuerst mit der Verzahnung 42 einzugreifen.
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Wenn die Verzahnung 45 aus der Verzahnung 41 entweicht, greift die
Verzahnung 47 des Ritzels 44 mit der Verzahnung 42 ein.
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Zu diesem Zeitpunkt wird die Bewegzug der Kolben 13 und 14
entgegengesetzt umgekehrt, was eine Drehung der Scheibe 39 im Sinne des Pfeils
6 1 bewirkt, ohne den Drehungssinn des Ritzels 57 jedoch zu ändern, weil
nun die Verzahnung 42 gerade antreibend wirkt: Schmierungsvorrichtung, welche z.
B. mit Gehäusen versehen ist, entweder Ölbäder oder Druckschmierungsorgane besitzend.
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Zündkerzen, eventuell durch Injektoren ersetzt (Dieselmotor).
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Liderungsteile, insbesondere zwischen den Kolben 13 und 14 und den
Ränden des ringförmigen Zylinders.
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In dem Fall, daß, wie es dargestellt ist, die Kolben einen rechteckigen
Querschnitt besitzen, besitzt der Kolben zu diesem Zweck (Abb.6) eine Umfangsnut
62, in welcher die rechtwinkligen Liderungsteile 64 drückende Federn 63 eingebracht
sind.
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Zwei benachbarte Liderungsteile besitzen Absätze 65 von entsprechenden
Formen, welche gestatten, daß die beiden benachbarten Liderungsteile sich einander
in ihren Enden bedecken.
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Die Liderungsteile 64 versetzen sich gegen den Ring t und die Flansche
2 und 3, wobei eine gute Dichtigkeit durch die Federn gewährleistet ist.
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Die Kühlung des :Motors kann entweder mit Wasser oder mit Luft bewirkt
werden, und zwar durch Umlauf der Flüssigkeit in dem inneren Raum 25 des Flansches
2 und eventuell in dem Raum 20 des Flansches 3 und auch in dem zwischen den Ringen
i und 23 bestehenden Raum 24.