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Kreisringkolbenmaschine Stand der Technik Es sind Kreisringkolbenmaschinen
mit sich durchdringenden kreisringförmigen Zylindern bekannt, bei denen die Kolben
der einzelnen kreisringförmigen Zylinder in der Weise zusammenwirken, daß sie zwischen
sich in bestimmter Taktfolge bestimmte Arbeitsräume bilden.
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Nachteilig wird dabei empfunden, daß infolge der vielen beweglichen
sowie zusammenwirkenden Teile, zwischen denen die Arbeitsräume gebildet werden,
keine einwandfre e Abdichtung
und damit ausreichend hohe KomPressionen
möglich sind. Außerdem sind die bekannten Maschinen sehr aufwendig in ihrer Konstruktion
und wenig funkUonssicherO Funktionsbedingt sind die Kolben sehr lang und erreichen
insgesamt meistens die Hälfte des Zylinderumfanges. Damit werden die die Leistungsfähigkeit
bestimmenden Arbeitsräume auf die Hälfte reduziert. Verdoppelung des teistungsgewichtes
oder der Kolbengeschwindigkeit bei einer Vervielfachung der Schwungmassen sind die
weiteren Folgen.
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Aufgabe Aufgabe der Erfindung ist es zunächst, eine als Pumpe oder
Hydraulikmotor bzw. als Explosionsmotor einzusetzende Kreisringkolbenmaschine, bestehend
aus einem Kreisringzylinder mit Ein- und Auslaßöffnungen und einem oder mehreren
umlaufend geführten Kolben vorzuschlagen, die sich durch einen einfachen Aufbau,
Betriebssicherheit und Leistungsfähigkeit auszeichnet. - Diese Aufgabe wird jeweils
mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1,-2 oderlg gelöst.
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Vorteile Die den beweglichen Teilen zulommende Aufgabe läßt sich
schon mit sehr geringen Massen erfüllen. So können die auf einem Rad, einer Nabe
oder einer Welle befestigten Kolben sehr kurz, d.h. auf das konstruktiv und tragfähig
nierdrigste Maß reduziert sein, Dadurch bleibt auch die
Durchgangszeit
durch den Absperrschieber kurz und dessen Trennwirkung hoch. Das alles trägt zur
Leistungssteigerung bei. Die erhebliche Vergrößerung des Hubweges durch die Reduzierung
der Kolbenlänge sowie auch der Schieberstärke auf das konstruktiv tragfähige Mindestmaß
macht die Ausführung eines sog. Langhubers möglich. Damit ist bei einem Explosionsmotor
eine wesentlich höhere Ausbeutung der Explosions- und Wärmesnergie, entsprechend
einer Einsparung an Brennstoff, verbunden. Auspuffgerausche und Anteile an unverbranntem
Gas sinken. Ein derartiger Explosionsmotor läuft ohne weiteres Zutun wesentlich
gleichmäßiger, elastischer und umweltschonender.
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Es ist durch die sehr kurze Bauweise ohne weiteres möglich, zur Erzielung
einer höheren Leistung mehrere Kreisringkolbenmaschinen zusamnienzuschlio en, wodurch
insbesondere in Serie hergestellte Maschinen Verwendung finden können. Je nach Leistungsbedarf
können dann Maschinen aufgeschaltet bzw. eingekuppelt werden, wodurch es möglich
ist, diese jeweils so zu benutzen, daß deren Beanspruchung und Verschleiß möglichst
gering bleiben. Beim Ausfall einer Maschine kann die Restanlage weiterfahren, zumindestens
im Notbetrieb, z.B. bei Flugzeugen, Arbeitsgeräten, Aggregaten und anderen. Der
Austausch nur einer beschädigten Einheit ist wesentlich billiger und kann nach Beendigung
der Arbeitszeit erfolgen.
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Bei Verwendung als Luftkompressor kann die Kreisringkolbenmaschine
bei hohem Hub- Bohrungsverhältnis meistens auf eine Zwischendruckstufe verzichten,
insbesondere wenn mehrere Zylinder kleiner Bohrung mit besserer Kühlleistung verwendet
werden.
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Durch die kompakte Ausbildung lassen sich mehrere Maschinen hintereinander
geschaltet auch als Kern einer Turbine mit Abgas- und Kühlenergieverwertung oder
als Radnabe verwenden. Dadurch lassen sich Schalldämmung, Abgastemperatur und Abgasbelastung
verbessern.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
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Erläuterung der Erfindung.
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Die Erfindung wird durch Darstellung einiger Ausführungsbeispiele
näher erläutert, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird; es zeigen: Fig. 1
eine als Pumpe verwendbare Kreisringkolbenmaschine in Frontansicht mit zur Kolbendrehebene
geneigter Drehschieberachse; Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II durch
den Gegenstand nach Pig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie
III-III durch den Gegenstand nach den Fig. 1 und 2, d.i. den Zylinder mit Absperrschieber
und Ein- und Auslaßöffnung; Fig. 4 das Schema der Arbeitsweise eines erfindungsgemäßen
Explosionsmotors mit zwei Kolben je Zylinder und zwei Schiebern.
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Fig. 5 und 6 die maximal verfügbaren Ansaug- und Verdichtungsräume
bei einer Kreisringkolbenmaschine nach Fig. 4; Fig. 7 Kolbengeschwindigkeit und
wirksamen Krafthebelarm des Kolbens in Abhangigkeit von der Winkelstellung; Fig.
8 Expansionsdruck der Kolben einer Anordnung nach Fig. 4 in Abhängigkeit von der
Winkelstellung; Fig. 9 Drehmoment und Leistung in Abhängigkeit von der Winkelstellung;
Fig. 10 eine Anordnung aus zwei Zylindern mit je zwei Kolben und zwei gemeinsamen
Absperrschiebern in Horizontalschnitt; Fig. 11 einen Schnitt entlang der Linie XI-XI
durch den Gegenstand nach Fig. 10;
Fig. 12 einen Schnitt entlang
der Linie XII-XII durch den Gegenstand nach den Pig. 10 und 11, d.h. durch die Zylinder
mit Einlaß- und Auslaßöffnungen sowie den gemeinsamen Absperrschieber; Pig. 13 einen
Explosionsmotor mit zwei Zylindern und je vier Kolben und 900 Phasenverschiebung
der Arbeitstakte im Schnitt entlang der Linie XIII-XIII nach Fig. 14; Fig. 14 eine
Anordnung im Horizontalschnitt von zwei Zylindern mit gemeinsamen Abspærschiebern;
Fig. 15 einen Schnitt entlang der Linie XV-XV durch den Gegenstand nach Fig. 14;
Fig. 16 einen Schnitt entlang der Linie XVI-XVI durch den Gegenstand nach Fig. 15
und 13.
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Fig. 17 die Draufsicht auf den Drehschieber nach Fig. 16; Fig. 18
eine Kompressionskammer am Drehschieber mit Entnahmeleitung als Variante zu dem
Gegenstand nach Pig. 16; Fig. 19 eine weitere Ausbildung des Gegenstandes nach Fig.
18 mit einem steuerbaren Verschluß;
Fig. 20 eine erfindungsgemäße
Kreisringkolbenmaschine als Explosionsmotor, bei dem die Kolben Hohlräume aufweisen;
Fig. 21 das Detail eines Kreiszylinders mit Kolben- und Absperrschieber sowie außen
liegender Fompressionskammer; Fig. 22 das Detail eines Kreiszylinders, bei dem der
Kompressionsraum von einem Schieberpaar mit dem dazwischenliegenden Zylinderabschnitt
gebildet wird; Fig. 23 den Gegenstand nach Fig. 22 bei einer anderen Stellung des
Kolbens; Fig. 24 das Zusammenwirken eines sphärisch ausgebildeten Kolbens mit einem
Absperrschieber in Form eines Schiebersternes mit Kolbendurchgangskammern; Fig.
25 eine Weiterbildung des Gegenstandes nach Fig. 24, bei dem die Durchgangs kammern
zu Kompressions-und Explosionsräumen erweitert sind; Fig. 26 einen erfindungsgemäßen
Explosionsmotor, bei dem der Kreiszylinder durch zwei Absperrschieber in zwei verschieden
große Arbeitsräume aufgeteilt ist;
Fig. 27 einen Explosionsmotor
nach Fig. 26, mit einer Verbindungsleitung zwischen der Zuleitung zur Einlaßöffnung
und einer zweiten Öffnung im Abstand dazu; Fig. 28 eine Kreisrinkolbenmaschine,
die durch zwei Absperrschieber in ungleiche Arbeitsräume aufgeteilt ist und drei
Kolben sowie eine zusätzliche Einspritzvorrichtung aufweist; Fig. 29 einen erfindunggemäßen
Explosionsmotor mit ungleichen Arbeitsräumen sowie auf einem Drehschieber angeordneter
Kompressionskammer, die als Tangentialkühlgebläse ausgebildet ist; Fig. 30 eine
Kreisringkolbenamschine mit weiterer Einspritz- und Zündvorrichtung sowie einer
Vorrichtung zur Umkehr der Einlaß- und Auslaßrichtung zur wahlweisen Festlegung
des Drehsinnes; Fig. 31 eine Ansicht in Richtung tEXXILXRXIgegen die Vorrichtung
zur Umkehr der Ein- und Auslaßrichtung nach Fig. 30.
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In ihrer einfachsten Ausführungsform, wie beispielsweise in den Fig.
1 bis 3 gezeigt, findet die Ereisrtngkolbenmaschine Verwendung als Pumpe, Hydraulikmotor
oder
Kompressor0 Sie besteht im wesentlichen aus einem Kreisringzylinder
1 mit darin geführtem Kolben 2 und einem im Zylinder angeordneten Absperrschieber
3. Der Kolben 2 ist an einer Nabe 4 befestigt, die auf einer viele 5 steckt.
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Der Zylinder 1 wird dabei über Dichtungsringe 6 gegen die Nabe abgedichtet.
Der Kolben 2 besitzt Kolbenringe 7, die im wesentlicnen im rechten Winkel zur Kittellinie
des Kolbens angeordnet sind und über die eine Abdichtung gegenüber der Zylinderinnenwand
und eine Einteilung in unterschiedliche Arbeitsräume vor und hinter dem Kolben erfolgt.
Der Kolben 2 wird von der Welle 5 in Richtung des Pfeiles 8 bewegt. Der Absperrschieber
3 ist nach den Fig. 1 bis 3 als Drehschieber ausgebildet und weist Lagerzapfen 9
auf, über die er angetrieben wird. Die Lagerzapfen 9 sind in Bezug auf die Welle
5 schräg geneigt, so daß der Absperrschieber 3 schräg in den Zylinder 1 eingreift
und diesen unterteilt. An seinen Berührungsflächen mit dem Kreisringzylinder 1 weist
der Absperrschieber 3 Dichtungsringe 10 auf. Ferner besitzt der Absperrschieber
3 an seiner Peripherie einen Durchlaß 11, dessen Ränder als Anpaßflcen 12 ausgebildet
sind. Der Absperrschieber 3 wird in Richtung des Pfeiles 13 gedreht und ist so mit
der Drehbewegung des Kolbens 2 synchronisiert, daß der Durchlaß 11 in den Innenraum
des Kreisringzylinders 1 gerät, wenn an dieser Stelle der Kolben 2 ankommt.
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Der Absperrschieber 3 gerät dann mit seinen Anpaßflächen 12 in Eingriff
mit den Stirnseiten 14 des Kolbens 2, an denen
der Kolben Anpaßflschen
12a aufweist. Die Anpaßflächen 12a sind raumlich gekrümmt und bilden mit den Anpaßfl:chen
12 des Absperrschiebers bei Berührung eine Dichtung. Der Kolben 2 ist sehr kurz
und der Absperrschieber 3 verhältnismäßig dünn. Dadurch kann der Durchtritt des
Kolbens 2 durch den Absperrschieber 3 sehr rasch erfolgen.
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Durch die Schrägstellung des Lagerzapfens 9 in Bezug auf die Welle
5 konnte nach Fig. 3 in etwa gleicher Höhe mit einer Auslaßöffnung 15 eine Einlaßöffnung
16 angeordnet werden. Damit ist der tote Arbeitsweg beim holbendurchgang und zwischen
Auslaß und Einlaß auf ein Itnimum reduziert.
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Als Explosionsmotor ist die Ereisringkolbenmaschine im einfachsten
Falle nach den Pig. 4, 5 und 6 aus einem Kreisringzylinder 1 mit zwei Kolben 2,
zwei Absperrschiebern 3, Auslaßöffnung 15 und Einlaßöffnung 16 sowie einer Einspritz-
und Zündvorrichtung 17 aufgebaut. Die Einspritz- und Zündvorrichtung 17 sitzt dabei
hinter dem zweiten Absperrschieber 3. Vor diesem ist eine Sinaßleitung 18 zu einer
hier nicht dargestellten Kompressionskammer 19 angeordnet, aus der eine Auslaßleitung
20 hinter dem Absperrschieber 3 wieder in den Kreis zylinder 1 führt. Zwischen Kolben
2 und Welle 5 ist ein Krafthebelarm der Länge e wirksam. Die Wirkungsweise ist wie
folgt.
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Während der vor dem zweiten Absperrschieber 3 befindliche Kolben 2
bei seiner Bewegung auf den Absperrschieber 3
hin Luft aus der
Einlaßöffnung 16 ansaugt, verdichtet er gleichzeitig die zwischen ihm und dem zweiten
Absperrschieber 3 befindliche Luftmenge und drückt diese schließlich über die Einlaßleitung
18 in die Kompressionskammer 19. Gleichzeitig bewegt sich der zweite Kolben 2, der
sich zwischen dem zweiten Absperrschieber 3 und dem ersten Absperrschieber 3 befindet
aufgrund einer vorangegangenen Explosion in Richtung auf den Absperrschieber 3 zu.
Dabei wird das vor dem zweiten Kolben 2 befindliche Abgasvolumen über die Auslaßöffnung
15 aus dem Kreisringzylinder 1 ausgestoßen. Sobald der zweite Kolben 2 auf der Höhe
des ersten Absperrschiebers 3 ist, geraten Kolben 2 und Absperrschieber 3 in der
vorbeschriebenen Weise in Eingriff und wird der Kolben 2 von dem Absperrschieber
3 durchgelassen. Zur selben Zeit befindet sich der erste Kolben auf der Höhe des
zweiten Absperrschiebers 3, wobei die zuvor kompremierte Luft in die ompressionskammer
19 gedrückt und bei verschlossener Einla1tleitung 18 und Auslaleitung 20 dort eingeschlossen
ist. Erst wenn der zweite Absperrschieber 3 nicht mehr in Durchlaßstellung steht,
d.h. sobald Kolben 2 und Absperrschieber 3 auger Eingriff geraten, öffnet die Auslaßleitung
20, worauf die verdichtete Luft in den Raum zwischen Absperrschieber 3 und Kolben
2 strömt, wobei über die Einspritz-und Zündvorrichtung 17 Brennstoff zugeführt und
das Breiinstoffluftgemisch gezündet wird. Die darauf einsetzende Explosion treibt
den Kolben in Richtung auf den ersten
Absperrschieber, wobei er
die bei der vorausgegangenen Explosion entstandenen Abgase über die Auslaßöffnung
15 ausstößt.
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Wie aus Fig. 5 hervorgeht, steht als Ansaug- und Verdichtungsraum
maximal fast der gesamte Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Absperrschieber
3 zur Verfügung.
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Analog erstreckt sich der Expansionsraum mit etwa der Länge L vom
zweiten Absperrschieber bis hin zum ersten Absperrschieber. Die Zündung erfolgt
in etwa bei der in Pig. 6 gezeigten Lage eines Kolbens 2 hinter dem zweiten Absperrschieber
3.
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Die Bewegungs-, Kräfte- und Leistungsverhältnisse der vorbeschriebenen
Kreisringkolbenmaschine werden in den Pig. 7, 8 und 9 deutlich. Infolge seiner zentralen
Rührung bleibt der Krafthebelarm e des Kolbens 2 in jeder Winkelstellung der Welle
5 konstant. Ebenso wird bei dieser Anordnung eine konstante Kolbengeschwindigkeit
erreicht. Der Expansionsdruck P fällt vom zweiten Absperrschieber 3 zum ersten Absperrschieber
3 zwar ab, doch fällt das Drehmoment M als Produkt aus P . e sowie die leistung
N bei konstanter KolbenwinkegeschBndigkeit w als Produkt aus M . w nicht stärker
ab, so daß ein sehr hohes Dauerleistungsangebot bei jeder Winkelstellung vorhanden
ist. ti bezeichnet das im Mittel verfügbare Drehmoment. Die Expansionsdruck- und
damit Drehmomentensowie Leistungsflächen zwischen den einzelnen Kolbendurchgängen
folgen um so dichter aufeinander, je kürzer die
Kolben sind. Die
Kolben sind daher auch soweit verkürzt, wie es die Tragfähigkeit gerade noch zuläßt.
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Es ist ohne weiteres möglich, mehrere Kreisringzylinder 1 zu einem
Aggregat zusammenzufügen und diesen gemeinschaftliche Absperrschieber 3 zuzuordnen.
Das wird in Fig. 10 gezeigt. Die Lagerzapfen 9 der Absperrschieber 3, stehen wiederum
schräg zur Welle 5 und durchdringen somit die Zylinder 1 in einem schrägen Winkel
zur Zylinderachse.
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Zwischen oberem und unterem Zylinder 1 kommt es zu einer Phasenverschiebung
der Arbeitstakte, die einen gleichmäßigeren Lauf zur Folge hat. Es ist ohne weiteres
möglich, die Kompressionskammer 19 am Absperrschieber 3 nach Fig. 11 anzuordnen.
Dabei geraten zu geeigneter Zeit eine Einlaßöffnung 21 in der Zylinderwand mit einer
Einlaßöffnung 21a in der Wand der Kompressionskammer sowie eine Auslaßöffnung 22
in der Zylinderwand mit einer Auslaß öffnung 23 in der Kompressionskammer zur Deckung
und geben den Weg zur und aus der Kompressionskammler 19 freiQ Die Schrägstellung
des Absperrschiebers 3 ermöglicht nach Pig. 12 wiederum, die Einlaßffnung 16 fast
gegenüber der Auslaßöffnung 15 anzuordnen, auch wenn dem Absperrschieber 3 gleichzeitig
mehr als nur ein Zylinder 1 zugeordnet ist.
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Wenn die in Pig. 13 gezeigte Anordnung gewählt wird, tritt eine 50
ziege Phasenverschiebung zwischen den beiden Zylindern ein, da die bisher beschriebenen
Ateitstakte wechselweise
ablaufen. Jeweils gegenüberliegend finden
sich Absperrschieber 3 mit Auslaßöffnungen 15 und Einlaßöffnungen 16 sowie Absperrschieber
3 mit Einlaßöffnungen 21 und Auslaßöffnungen 22 in der Zylinderwand sowie Sinspritz-
und Zündvorrichtungen 17. In diesem Beispiel durchdringen die Absperrschieber 3
den Zylinder 1 im rechten Winkel zu seiner Zylinderachse, weshalb nunmehr die Kolbenringe
7 der Kolben 2 nicht mehr mehr oder weniger rechtwinklig zur Kolbenachse, sondern
schräg dazu angeordnet sind. Dadurch wird beim Eingriff der Kolben 2 mit dem Durchlaß
11 der Absperrschieber 3 ein Übergleiten der Kolbenringe im Schieberschlitz erreicht.
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Den Absperrschiebern 3 sind nach Fig. 14 zwei Kreiszylinder 1 zugeordnet.
Die Absperrschieber sind als Drehschieber ausgebildet. Infolge ihrer senkrechten
Stellung zur Achse der Zylinder 1 tritt zwischen dem oberen Zylinder 1 und dem unteren
Zylinder 1 eine Phasenverschiebung auf. Die Darstellung gemäß Fig. 13 entspricht
einer Ansicht in Richtung XIII-XIII nach Fig. 14.
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Durch Fig. 15 ist verdeutlicht, daß auf den Absperrschiebern 3 Kompressionskammern
19 angeordnet sind. Wie weiter im Detail der Fig. 16, die eine Ansicht in Richtung
XVI-XVI nach Fig. 15 darstellt, zu entnehmen ist, sind die Kompressionskammern 19
gleichzeitig für beide Zylinder 1 wirksam. Sie weisen für jeden Zylinder Einlaßöffnungen
21a
und Auslaßöffnungen 23 auf, wobei die Zylinder entsprechende
Einlaßöffnungen 21 und Auslaßöffnungen 22 in der Zylinderwand besitzen. Fig. 17
zeigt auf einer Seite des Absperrschiebers 3 wie Einlaßöffnung 21a und Auslaßöffnungen
23 an der Kompressionskammer 19 angeordnet sind0 Die in Fig. 18 gezeigte Kompressionskammer
19 stellt insofern eine Besonderheit dar, als sie neben den vorher beschriebenen
Merkmalen eine Entnahmeleitung 24 für komprimierte Luft aufweist. Hiertiber kann
ein Teil der Luft für Steuer- und llegelzweke und als Arbeitsluft abgezogen werden.
In weiterer Ausbildung weist die Entnakmeleitung 24 nach wig. 19 einen steuerbaren
Verschluß 25 mit einem nach außen ragenden Stößel 26 auf. Letzerer kann über locken
27 einer Gockenscheibe 28 bewegt werden.
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Die Nockenscheibe 28 läuft synchron um und wird beispielsweise, wenn
Brems-Drucklult entnommen werden soll, von der Bremse in Arbeitsstellung gebracht.
Der Verschluß 25 ist weiter so ausgebildet, daß auch die Einlaßöffnung 21a der Kompressionskammer
19 verschließbar ist, so daß im Zylinder 1 ein die Kolbenbeegun abbemsender Luftdruck
aufgebaut werden kann (Motorbremse).
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Die Kreisringkolbenmaschine nach Fig. 20 weist im Kreisringzylinder
1 zwei Absperrschieber 3 auf, die elastisch gegen die Innenwand des Kreisringzylinders
gedrückt werden. Vor dem einen Absperrschieber 3 befinden sich eine Auslaßöffnung
15 und eine Einlaßöffnung 16. Hinter dem
anderen Absperrschieber
ist eine Einspritz- und Zündvorrichtung 17 angebracht. Die Kolben 2, die in Richtung
der Pfeile bewegt werden, besitzen schrägstehende Stirnflächen 14a, die es bei Auftreffen
auf die Absperrschieber 3 gestatten, diese von der Innenwand des Kreisringzylinders
1 zurückzudrängen und die Kolben durchzulassen.
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Bei einer anderen, hier nicht dargestellten Ausführungsform werden
die Absperrschieber durch besondere, an der Nabe sitzende Nocken zurückgedrängt.
Die Kolben besitzen in ihrem Inneren einen Hohlraum 29 und weisen an ihren vorderen
Stirnflächen 14a Einlaßventile 30 sowie an ihren hinteren Stirnflächen 14a Auslaßventile
31 auf. Die Ventile sprechen auf einen bestimmten Druck an, und zwar die Einlaßventile
30 auf einen gerinEeren als die Auslaßventile 31 und sind dazu bestimmt, vor Zurückdrangung
des Absperrschiebers 3 die zwischen dem Absperrschieber 3 und dem sich darauf bewegenden
Kolben 2 komprimierte Luft aufzunehmen und zu halten bis der Kolben 2 den Absperrschieber
3 passiert. An der der Einspritz- und Zündvorrichtung 17 zugewandten Mantellinie
weist der Kolben 2 eine Öffnung 33 in Form eines Schlitzes tod. dgl auf, über die
Brennstoff in den Hohlraum 29 eingespritzt und gezündet werden soll. Sobald eiéntsprechend
hoher Explosionsdruck erreicht ist, öffnen die Auslaßventile 31 und treiben den
Kolben in wichtung auf den nächsten Absperrschieber 3 zu. Das Öffnen und Schließen
der Ventile könnte aber auch über Nocken oder Mitnehmer erfolgen. Die Pfeile 34
versinnbildlichen das Einströmen
der verdichteten Luft in den Hohlraum
29 und die Pfeile 35 den Ausstoß der Verbrennungsgase aus dem Hohlraum 29. Es ist
auch ohne weiteres möglich, die Einspritz- und Zündvorrichtung 17 statt an der Unter-
oder Oberseite an der Außenseite anzuordnen, wie mit Ziffer 17' gestrichelt an--gedeutet.
Entsprechend wird dann die Öffnung 33 im Kolben 2 an der Außenseite vorgesehen.
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Bei der Kreisringkolbenmaschine nach Fig. 21 sind Absperrschieber
3 und Stirnflächen 14a des Kolbens 2 ähnlich ausgebildet wie in Fig. 20. Jedoch
befindet sich dabei die Kompressionskammer 19 außerhalb am Kreisringzylinder lo
Die Einlaßöffnung 21a wird wiederum durch ein Einlaßventil 30 und die Auslaßöffnung
23 durch ein Auslaßventil 31 verschlossen. Das Auslaßventil 31 öffnet dabei, wenn
der Druck auf der der Kompressionskammer 19 abgewandten Seite wesentlich unter dem
Druck der Kompressionskammer 19 abfällt, Sodann wird die komprimierte Luft mit Brennstoff
aus der Einspritz- und Zündvorrichtung 17 angereichert und gezündet und treibt den
Kolben 2, der bereits die Einspritz- und Zündvorrichtung 17 passiert hat, in Richtung
auf den nächsten Absperrschieber zu.
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Bei der Ausführungsform nach den Pig. 22 und 23 wird von einem Schieberpaar
36 und dem dazwischen liegenden Abschnitt des Kreisringzylinders 1 eine Kompressionskammer
gebildet. Dazu sind Schieberpaar 36 und Kolben 2 so ausgebildet,
daß
zwischen ihnen, wie bereits an anderer Stelle beschrieben, eine gute Dichtung zustande
kommt.
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Zwischen dem Schieberpaar 36 ist die Einspritz- und Zündvorrichtung
17 angeordnet, Während der Kolben 2 den ersten Schieber des Schieberpaares 36 passiert
hat, schließt dieser und befindet sich die komprimierte Luft zwischen den Schiebern
des Schieberpaares 36. Während sich nun der Kolben 2 auf den zweiten Schieber zu
bewegt, kann die komprimierte Luft über einen Umlaufkanal 37 am Kolben 2 vorbei
nach hinten auf dem ersten Schieber zu ausweichen und wird von der Einspritz- und
Zündvorrichtung 17 mit Brennstoff angereichert und gezündet, sobald der Kolben 2
am zweiten Schieber in Durchlaßstellung steht.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 24 weist der Kolben 2 eine sphärische
Form auf. Der Kolben 2 wird jeweils in Höhe eines Absperrschiebers 3 durch eine
Kolbendurchgangskammer 38 vorbei an der Auslaßöffnung 15 und der Einlaßöffnung 16
geschleust. Der Absperrschieber 3 hat die Porm eines Schiebersterns und ist in derselben
Ebene wie der Kreisringzylinder 1 angeordnet. Der sphärische Kolben 2 greift so
in die Durchlässe 11 des Absperrschiebers 3 ein, daß der Absperrschieber 3 bei jedem
Kolbendurchgang um eine Öffnung weitergestellt wird.
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Analog der Ausführungsform nach Fig. 24 sind bei einer Weiterbildung
gemäß Fig. 25 die Kolbendurchgangskammern zu Kompressionsräumen 39 und Explosionsräumen
40 erweitert,
wobei bei fortschreitender Drehung zunachst eine
Verbindung zur Einspritzvorrichtung 41 und dann zur Zündvorrichtung 42 besteht.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 26 sind die Absperrschieber 3 im
Kreisringzylinder 1 so angeordnet, daß sich ein gegenüber dem Expansionsraum größerer
Ansaug- und Kompressionsraum zur einfachen Erhöhung der Aufladung ergibt. Es soll
damit verdeutlicht werden, daß vielfaltige Variationen des Erfindungsgedankens möglich
sind, um jeweils zu der wirtschaftlichsten Betriebsweise zu gelangen.
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Bei der Kreisringkolbenmaschine nach Fig. 27 ist im Absirnd zu der
Einlaßöffnung 16 eine zweite Öffnung 43 vorgesehen, die über ein steuerbares Ventil
44 verschließbar und über eine außerhalb des Kreisringzylinders 1 verlaufende Verbindungsleitung
45 mit der Zuleitung zur Einlaßöffnung 16 verbunden ist. Damit läßt sich die Lademenge
steuern. Die Anordnung der Absperrschieber 3 entspricht dabei im wesentlichten der
nach Fig. 26.
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Bei entsprechend großer Wahl des Ansaug- und Kompressionsraumes ist
bei der Ausführungsform nach Fig. 28 das bisher gezeigte Zahlenverhantnis von Kolben2zu
Absperrschiebern 3 geändert. Es ergeben sich bei dieser Anordnung fast kontinuierliche
Arbeitstaktfolgen, trotz Bereitstellung einer hohen Überladungsmöglichkeit. Zur
Nachverbrennung
und Nachexpansion ist hinter der Einspritz-und
Zühdvorrichtung 17 eine weitere Einspritzvorrichtung 46 für Wasser oder Luft oder
andere Medien angeordnet. Damit ergibt sich eine vollkommenere Verbrennung mit zusätzlicher
Ausnutzung der Auspuffwärme und damit ein höherer Wirkungsgrad.
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Eine außenliegende Kompressionskammer hat den Vorteil, daß sie sich
leichter kühlen läßt und somit eine höhere Füllung erlaubt. Das ist beispielsweise
bei den am Drehschieber angeordneten Kompressionskammern teilweise verwirklicht.
Nach Fig. 29 ist die Lage und Bewegung der Kompressionskammer 19 übergroß ausgebildet,
was den weiteren Vorteil hat, daß ein großer Luftvorrat zur Verfügung steht, und
weist auf ihrer Mantellinie Ventilatorrippen 47 auf, die den gleichzeitigen Betrieb
des Drehschiebers als Tangentialgebläse erlauben.
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Da manchmal die Notwendigkeit besteht, den Drehsinn der Kolben zu
ändern, besitzt die Ausführungsform nach Fig.3o eine Vorrichtung 49 zur Umkehr der
Ein- und Auslaßrichtung und zur Inbetriebnahme der Einspritz- und Zündvorrichtung
17 bzw. einer zweiten Einspritz- und Zündvorrichtung 48, die spiegelbildlich zur
Einspritz- und Zündvorrichtung 17 am benachbarten Absperrschieber 3 angeordnet ist0
Die Vorrichtung 49 zur Umkehr der Ein- und Auslaßrichtung ist nach Fig. 31 ein Drehschieber
mit querlaufenden
Innenbohrungen, die es gestatten, die vor der
Vorder- und Rückseite der Vorrichtung befindlichen unveränderlichen Anschlußöffnungen,
durch Drehung im Sinne des Doppelpfeiles 50 wechselweise miteinander zu verbinden.
Die vertauschbare Auslaßöffnung des Zylinders 1 ist mit 15', die vertauschbare Einlaßöffnung
des Zylinders mit 16' bezeichnet.