AT396969B

AT396969B - Drehkolbenmaschine

Info

Publication number: AT396969B
Application number: AT0420583A
Authority: AT
Original assignee: Hansmann Hermann
Priority date: 1983-12-01
Filing date: 1983-12-01
Publication date: 1994-01-25
Also published as: ATA420583A; DE3444023A1

Description

AT 396 969 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehkolbenmaschine mit in einem ringförmigen Gehäuse angeordneten Drehkolben, die zur Erzielung eines periodisch wechselnden Verhältnisses ihrer Winkelgeschwindigkeiten mit konzentrischen Wellen verbunden sind, auf denen exzentrisch angeordnete Zahnräder befestigt sind, die mit auf einer parallelen Welle exzentrisch angeordneten Zahnrädern kämmen, wobei das Gehäuse mit einer der konzentrischen Wellen sowie mindestens zwei Drehkolben verbunden und an seiner Innenseite durch einen Innenring abgedeckt ist, der mit mindestens zwei weiteren Drehkolben und der zweiten konzentrischen Welle verbunden ist.

Drehkolbenmaschinen dieser Art sind schon seit Jahrzehnten bekannt, haben jedoch alle den Nachteil einer mangelnden Abdichtung zwischen den einzelnen rotierenden Teilen.

Die Erfindung hat es sich daher zum Ziel gesetzt, eine Maschine der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß eine weit bessere Abdichtung als bei den bekannten Maschinen möglich ist. Erreicht wird dies dadurch, daß das drehbare ringförmige Gehäuse einerseits und der Innenring andererseits konische Dichtflächen aufweist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind in den konischen Dichtflächen des Innenringes Nuten zur Aufnahme von gefederten Dichtringen vorgesehen und die Dichtringe weisen konische Oberflächen auf, die mit den konischen Dichtflächen des Gehäuses Zusammenwirken.

Um auch eine optimale Dichtung bei der Abgasführung zu erreichen ist mit dem Gehäuse ein Abgassammelraum verbunden, der einen zur Drehachse des Gehäuses koaxialen Auslaß aufweist. Nachstehend ist die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben, dabei zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt eines Vierzylinder-Zweitaktmotors mit Ladepumpe, die Fig. 2 und 3 je einen Querschnitt des Motors nach Fig. 1 und Fig. 4 ein Detail der Abdichtung der beweglichen Ringzylinderteile.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 ist das ringförmige Gehäuse (5) aus Montagegründen aus zwei Ringzylindem (5a) und (5b) zusammengebaut, die zusammen nur einen Teil des gesamten Kolbenumfanges umschließen. In den Seitenwänden des Ringzylinders (5a) sind Schlitze (12) für die Abgase vorgesehen. Das Gehäuse (5) ist auf einer Hohlwelle (7) zentrisch montiert. Innerhalb des Gehäuses (5) befindet sich ein Innenring (6). Die konischen Trennflächen (9) zwischen dem Gehäuse (5) und dem Innenring (6) sind als selbstzentrierende dichtende Flächen ausgebildet, so daß die Drehkolben (1,2,3) und (4) keine zentrierende Aufgabe haben. Die Kolben (1) und (3) sind mit dem Gehäuse (5), die Kolben (2) und (4) mit dem Innenring (6) verbunden. Der Innenring (6) ist mit einer Hohlwelle (8) zentrisch verbunden und die Hohlwelle (8) ragt durch die Hohlwelle (7) durch.

Mit den freien Enden der Hohlwellen (7) und (8), die in einem Getriebegehäuse (20) gelagert sind, ist je ein gleich großes, exzentrisches Zahnrad (15) und (16) verbunden. In diese exzentrischen Zahnräder (15) und (16) greifen zwei ebenfalls gleich große, exzentrische Zahnräder (17) und (18) mit zueinander gleicher Zähnezahl und gleichem Modul ein. Das Übersetzungsverhältnis ist zufolge der zueinander exzentrisch gelagerten Zahnräder variabel, aber nach jeder halben Umdrehung 1:1. Die Zahnräder (17) und (18) sind in Bezug auf ihre Exzentrizität um 180° zueinander versetzt und miteinander bzw. mit einer Nebenwelle (19) verbunden. Dadurch ist die Nebenwelle (19) als Abtriebswelle verwendbar.

Dadurch, daß das exzentrisch gelagerte Zahnrad (15) mit dem Zahnrad (17), und das Zahnrad (16) mit dem Zahnrad (18) in Eingriff steht, wird folgendes erreicht: Bei Verdrehung des Ringzylindersystems (5) und (6) wird sich bei einem angenommenen Teilkreis von 80 mm Durchmesser und einer Exzentrizität von 4 mm ein veränderliches Übersetzungsverhältnis ergeben, das von 1:1 nach 90°iger Verdrehung auf 1:1,22 ansteigt, um nach 90°iger Verdrehung wieder auf 1:1 abzusinken.

Das Gehäuse (5) mit seinen Kolben (1) und (3) wird während der Drehbewegung beschleunigt, der Innenring (6) mit seinen Kolben (2) und (4) wird während der Drehbewegung im gleichen Verhältnis verzögert; nach einer halben Umdrehung ändert sich die Beschleunigung des Gehäuses (5) in eine Verzögerung und beim Innenring (6) in eine Beschleunigung. Diese Verzögerungen und Beschleunigungen entsprechen einer Verschiebung der Teile (5) und (6) zueinander und voneinander und die Größe dieser Verschiebung entspricht dem Kolbenhub in Winkelgraden.

Am Gehäuse (5) ist ein Abgassammelraum (13) befestigt, in den Auspuffschlitze (12) führen. Der Abgassammelraum (13) dreht sich daher mit dem Gehäuse (5) mit Durch die glatten Innenwände des Abgassammelraumes (13) entsteht durch die Drehung desselben keine Wirbelung der einströmenden Abgase und diese können durch die Hohlwelle (22) in die Auspuffanlage abgeleitet werden.

Durch die Hohlwelle (8) wird mittels eines Gebläses (25) vom Vergaser (26) ein Luft-Benzin-Ölgemisch geblasen, das zufolge der Freigabe durch die Kolben (1, 2, 3) und (4) durch die Einlaßschlitze (10) der Hohlwelle (8) und durch die im Innenring (6) befindlichen Einlaßschlitze (11) in den Zylinderraum gelangt Durch Freigabe der AuspuffschÜtze (12,12a) durch die Kolben (1,2,3) und (4) wird das verbrannte Gemisch abgeleitet.

In Fig. 2 stehen die Kolben (1) und (4) und die Kolben (2) und (3) in der Kompressionslage. Die Auspuffschlitze (12) sind durch die Kolben (4) und (2) und die Einströmschlitze (11) durch die Kolben (1) und (3) gesperrt Durch die Zündung in beiden Zylinderräumen (27) und (28) werden durch den Expansionsdruck die Kolben (1) und (4) und die Kolben (3) und (2) auseinandergedrückt Eine Verschiebung der Kolben kann aber nur durch eine Verdrehung des Systems (5) und (6) in Pfeilrichtung (24) erfolgen, wobei die Drehrichtung auch im -2-

Claims

AT 396 969 B umgekehrten Sinne gewählt werden könnte. An ihrer gegenüberliegenden Seite stehen die Kolben (1) und (2) sowie die -Kolben (3) und (4) in der Auspufflage, die Auspuffschlitze (12a) sind durch die Kolben (1, 2) und (3, 4) freigegeben, so daß das verbrannte Gasgemisch ausströmen kann. Gleichzeitig sind die Einströmschlitze (11a) durch die Kolben (1,2) 5 und (3,4) freigegeben, durch das Gebläse (25) werden die Zylinderräume (29,30) mit Frischgasgemisch gefüllt und gleichzeitig wird das noch verbleibende Restgas durch das nachströmende Frischgas verdrängt. Die Fig. 3 stellt einen gegenüber Fig. 2 um eine halbe Umdrehung verdrehten Schnitt dar. Die Kolben (1) und (4) und die Kolben (2) und (3) haben sich durch die Expansion des gezündeten Gases voneinandeer entfernt, gleichzeitig haben sich die Kolben (1) und (2) und die Kolben (3) und (4) der Kompressionsstellung genähert 10 Durch die freigegebenen Auspuffschlitze (12a) strömt das verbrauchte Gasgemisch aus und durch die freigegebenen Einströmschlitze (11a) strömt das Frischgemisch in den Zylinderraum ein. Die Zündung erfolgt jetzt nach 180°iger Verdrehung zwischen den Kolben (1) und (2) und gleichzeitig zwischen den Kolben (3) und (4). Es wiederholen sich diese Abläufe nach jeden weiteren 180° in stetiger Folge. Fig. 4 stellt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Abdichtung der beweglichen Teile (5) und (6) 15 zueinander dar. Die konischen Trennflächen (9) zwischen dem Gehäuse (5) und dem Innenring (6) sind spielfrei zueinander zusammengebaut Als zusätzliche Abdichtung sind Dichtungsringe (31) in den Innenring (6) eingesetzt. Die Dichtungsringe (31) sind ähnlich wie Kolbenringe ausgebildet und haben am äußeren Umfang eine konische Fläche, die durch das Anpressen durch die Vorspannung der Dichtungsringe (31) oder durch zusätzliche Federn sich an die konischen Flächen (9) des Gehäuses (5) dichtend anlegen. 20 PATENTANSPRÜCHE 25 1. Drehkolbenmaschine mit in einem ringförmigen Gehäuse angeordneten Drehkolben, die zur Erzielung eines 30 periodisch wechselnden Verhältnisses ihrer Winkelgeschwindigkeiten mit konzentrischen Wellen verbunden sind, auf denen exzentrisch angeordnete Zahnräder befestigt sind, die mit auf einer parallelen Welle exzentrisch angeordneten Zahnrädern kämmen, wobei das Gehäuse mit einer der konzentrischen Wellen sowie mindestens zwei Drehkolben verbunden und an seiner Innenseite durch einen Innenring abgedeckt ist, der mit mindestens zwei weiteren Drehkolben und der zweiten konzentrischen Welle verbunden ist, dadurch 35 gekennzeichnet, daß das drehbare ringförmige Gehäuse (5) einerseits und der Innenring (6) andererseits konische Dichtflächen (9) aufweist.
2. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den konischen Dichtflächen (9) des Innenringes (6) Nuten zur Aufnahme von gefederten Dichtringen (31) vorgesehen sind und die Dichtringe (31) 40 konische Oberflächen aufweisen, die mit den konischen Dichtflächen (9) des Gehäuses (5) zusammen wirken.
3. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Gehäuse (5) ein Abgassammelraum (13) verbunden ist, der einen zur Drehachse des Gehäuses (5) koaxialen Auslaß (22) aufweist. 45 Hiezu 3 Blatt Zeichnungen 50 -3-