DE586120C - Drehkolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Drehkolbenbrennkraftmaschine Die Erfindung betrifft Drehli:olbenbrennkraftmasch.inen, und zwar insbesondere Maschinen mit in der Kolbentrommel angeordneten Schieberkolben, 'die durch Kurvenbahnen o. dgl. gesteuert werden. Es wird durch die Erfindung bezweckt, die bauliche Ausgestaltung der Maschine zu verbessern, um mit Rücksicht auf die an den einzelnen Stellen auftretenden stark unterschiedlichen Temperaturen eine einwandfreie Abdichtung der wirksamen Hubräume ohne besonderen Kraftverlust zu erzielen.
• Bei den bekannten Ausführungen von Drehkolbenbrennkraftmaschinen werden die Einflüsse der Wärmedehnungen des Materials, der insbesondere auf die Schieberkolben wirkenden Fliehkräfte sowie der Reibung mitunter nicht ausreichend berücksichtigt, so daß im Betrieb leicht Klemmungen bzw. übermäßige Reibungswiderstände auftreten oder andererseits sich keine genügende Verdichtung der. Gase, vornehmlich. beim Anlauf der Maschine, erzielen läßt.
• Es wurde bereits bei Drehkolbenverdichtern vorgeschlagen, zur Abdichtung seitliche, umlaufende Abschlußdeckel an der Kolbentrommel anzuordnen. Diese seitlichen Abschlußdeckel werden indessen nur durch Federkraft elastisch angepreßt, eine Anordnung, welche die Verwendung für Brennkraftmaschinen praktisch ausschließt, da die Deckel infolge der auftretenden hohen Verbrennungsdrücke abgehoben würden oder durch übermäßige Federspannung anzupressen wären. Gemäß der Erfindung wird nun bei Drehkolbenbrennkraftmaschinen eine wirksame Abdichtung der Hubräume dadurch erzielt, daß die seitlichen mit der Kolbentrommel umlaufenden Abschlußdeckel oder -ringe starr mit der Trommel verbunden sind, und daß die Schieberkolben an sämtlichen Dichtungsstellen federnot ausgebildet und die Federn im Bereich der gekühlten Kolbentrommel angeordnet sind. Durch diese Bauart wird an sämtlichem Dichtungsstellen der Schieberkolben eine gleichmäßig gute Anlage erzielt, während ferner die federnden Organe der unmittelbaren Einwirkung der Verbrennungsgase entzogen sind und nicht übermäßig erhitzt werden können, da die auftretende Wärme durch die Anwendung der bekannten Kolbentrommel- und Gehäusekühlung in wirksamer Weise abgeführt wird, so daß die Temperaturdifferenzen zwischen Kolbentrommel, Schieberkolben und Gehäuse möglichst gering gehalten werden. Der letztere Umstand erleichtert wiederum die gegenseitige Abdichtung der in Betracht kommenden Teile. Es wird auch ferner durch die Verlagerung der seitlichen Dichtungsstellen an den Umfang der Maschine eine Verminderung der seitlichen Reibung der Schieber erzielt, welche nur eine geringe gleitende Bewegung in radialer Richtung - der Kolbentrommel ausführen. Schließlich wird die Reibung der Schieberkolben gegenüber dem umschließenden Mantel des Gehäuses auf ein Geringstmaß beschränkt, da die. durch eine Kurvenbahn besonders gesteuerten Schieber selbst nicht gegen die Mantelfläche zur Anlage gelangen, sondern nur die schmalen eingelegten Dichtungsleisten.
• Die Zeichnungen zeigen beispielsweise eine Ausführungsform der Maschine, und zwar ist Fig. i ein Mittelschnitt durch eine Drehkolbenbrennkraftmaschine, Fig. 2 ein Schnitt durch Fig. i in Richtung der Linie A-B, Fig. 3 ist eine Ansicht eines Schiebers der Maschine, Fig. q. eine Seitenansicht von Fig. 3 und Fig. 5 eine Draufsicht auf Fig. 3.
• Fig.6 zeigt in Ansicht ein Einzelteil des Schiebers.
• In der Zeichnung ist a die Kolbentrommel der Maschine, welche in Aussparungen b radial angeordnete Schieberkolben c aufweist. Die Kolbentrommel ca ist auf einer Treibwelle d angebracht, deren mittlerer Teil in Form einer Keilwelle ausgebildet ist. Die Welle d wird in seitlichen Lagern e des Maschinengehäuses gehalten. Das Maschinengehäuse besteht im wesentlichen aus einem Mantelstück f und zwei seitlichen Deckeln g bzw. g1, in denen die Lager befestigt sind.
• Die innere Mantelfläche la des Mittelstückes f ist in Form einer unregelmäßig verlaufenden Kurve ausgebildet, so daß in Verbindung mit den an der Kolbentrommel a angebrachten Schieberkolben c getrennte Hubräume beliebiger Größe gebildet werden. Die Maschine arbeitet im Viertakt, und die Zufuhr des Treibmittels erfolgt durch eine an dem Gehäuse angebrachte Leitung i, welche in den Innenraum des Mantels la mündet, während für die Ableitung ein Kanal k vorgesehen ist. Die Öffnungen der Kanäle i und k werden durch die Schieberkolben c gesteuert, und während der Umdrehung der Kolbentrommel a erfolgt in den einzelnen von je zwei aufeinanderfolgenden Schiebern begrenzten Hubräumen nacheinander Ansaugen und Verdichtung des Gemisches sowie Verbrennung, Expansion und Ausschub.
• Für die Einleitung der Verbrennung sind entsprechend der Breite der Kolbentrommel a eine oder mehrere Zündkerzen in, Glühdrähte o. dgl. vorgesehen, und die Zahl der Zündungen je Umdrehung des Kolbens entspricht der Anzahl der vorgesehenen Schieberkolben c. Es können auch besondere Kanäle za im Mantel h so angebracht werden, daß ein Teil der hocherhitzten Expansionsgase zur Entzündung der verdichteten Gase in den vorhergehenden Verdichtungsraum zurücktritt. Die Maschine kann auch als Dieselmotor arbeiten.
• Die Kolbentrommel a ist auf der Welle d durch seitlich befestigte Sicherungsscheiben o gegen Verschiebung in axialer Richtung gesichert. Ferner sind an der Kolbentrommel Abschlußdeckel bzw. Ringe p befestigt, welche die seitliche Begrenzung der Hubräume bilden. jeder Hubraum ist also eingeschlossen von der Kolbentrommel a und dem Mantel h, je zwei aufeinanderfolgenden Schieberkolben c und von den Abschlußdeckeln p. Die Deckel p laufen zusammen mit der Kolbentrommel a um, und die Innenseiten der Deckel sind an dem Umfang durch wechselseitig eingreifende Vorsprünge und Aussparungen gegenüber dem mittleren Gehäuseteil/ nach Art eines Labyrinths abgedichtet. Die äußeren Deckel g bzw. g1 sind durch Flansche fest mit dem mittleren Gehäuseteil f verbunden, und für die Steuerung der Schieberkolben c sind an den feststehenden Dekkeln g bzw. gl seitliche Führungsbahnen q, q1 vorgesehen, in denen sich Rollen r- entlang bewegen, welche auf seitlichen Zapfen der Schieberkolben c gelagert sind. Die Rollen r erstrecken sich durch Schlitze der Abschlußdeckel p hindurch, und die Kurvenform der Führungen q, q1 entspricht der Form der Bahn des inneren Gehäusemantels h, so daß in jeder Stellung der Kolbentrommel die Schieberkolben gegen die Mantelfläche 1a zur Anlage kommen.
• Jeder Schieberkolben c ist zweiteilig ausgebildet (Fig. 3), und beide Hälften werden durch eine innerhalb des Schiebers vorgesehene Feder s nach den begrenzenden Deckplatten p auseinandergedrü ckt, so daß sie gegen diese fest anliegen. Für die innere Stoßfläche der Hälften ist ebenfalls eine Art Labyrinthdichtung vorgesehen (Fig. 5), und um einen Durchtritt der Gase von oben nach unten zu verhindern, ist eine besondere Dichtungsplatte t an der Verbindungsstelle der Schieberhälften angebracht. Für die Befestigung der seitlichen Rollen r dienen Zapfen 2t, welche in waagerechten Bohrungen der Schieberhälften angebracht sind.
• Zur weiteren Abdichtung in radialer Richtung gegenüber der Mantelfläche sind für jeden Schieberkolben außerdem Lamellen v vorgesehen. Diese Lamellen befinden sich in Aussparungen der Schieber und werden durch federbelastete Druckstücke w nach außen gedrückt. Die Druckfedern für die Lamellen v sitzen auf dem entgegengesetzten Ende des Schiebers und werden durch Stopfen gehalten und nach außen verdeckt. Die Druckstücke w für die einzelnen Lamellen v sind versetzt angeordnet (Fig. 5) und weisen seitliche Aussparungen auf (Fig.6) für den Durchgang der Lagerzapfen u.
• In der Längsrichtung der Kolbentrommel a sind an jedem Schieberkolben c weitere Dichtungsleisten x vorgesehen, welche mittels eingelegter Federn y nach außen gepreßt werden und dicht an die Seitenwand der Kolbentrommel zur Anläge gelangen und somit den Durchtritt der Gase verhindern. Sämtliche Federn der Schieberkolben sind möglichst tief in den Schieberkolben, also nach der Achse zu, gelagert, um eine Überhitzung zu vermeiden, durch welche gegebenenfalls die Dehnbarkeit der Schieberkolben beeinträchtigt wird.
• Zur Kühlung der Maschine wird eine Flüssigkeitskühlung verwendet, und zwar erfolgt der Eintritt des Kühlmittels für das Mittelstück f durch den Einlaßstutzen E. Die Flüssigkeit strömt alsdann durch den Kühlmantel hindurch und tritt oben bei F wieder aus dem Gehäuse heraus. Für die Kühlung der Kolbentrommel und der in ihr befindlichen Schieberkolben sind besondere Kammern G vorgesehen, durch welche ebenfalls eine Kühlflüssigkeit hindurchgeleitet wird. Die Kühlflüssigkeit für die Kammern G wird über die Antriebswelle d zu- und wieder abgeleitet. Zu diesem Zweck sind in der Welle d zwei Kanäle H und K vorgesehen. Die Überleitung der Flüssigkeit in den Kanal H erfolgt von einer Ringkammer über eine bzw. mehrere Umfangsbohrungen. Für den Übertritt der Flüssigkeit von dem Kanal H zu dem Drehkolben a und von diesem zum Kanal K sind weitere radiale Bohrungen vorgesehen, und die Ableitung des Kühlwassers nach .außen erfolgt in gleicher Weise wie die Zuleitung über einen umschließenden Ringkanal. Zur Bewegung der Kühlflüssigkeit sind besondere Förderschnecken innerhalb der Kanäle H und K angebracht, und zu dem gleichen Zweck dienen schräg verlaufende Leitschaufeln M im Innern der Kühlräume G der Kolbentrommel.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Drehkolbenbrennkraftmaschine mit in der Kolbentrommel angeordneten Schieberkolben, die durch Kurvenbahnen o. dgl. gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zur seitlichen Abdichtung mit der Kolbentrommel (a) umlaufendenAbschlußdeckel oder -ringe (p) starr mit der Trommel verbunden sind, und daß die Schieberkolben (c) an sämtlichen Dichtungsstellen federnd ausgebildet und die Federn im Bereich der gekühlten Kolbentrommel (a) angeordnet sind.
2. 2. Maschine nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseiten der an der Kolbentrommel befestigten Abschlußdeckel (p) an ihrem äußeren Umfang durch wechselseitig eingreifende Vorsprünge und Aussparungen gegenüber dem Gehäuse (f) abgedichtet sind.
3. 3. Maschine nach Anspruch z, deren zweiteilig ausgeführte Schieber an der Innenseite durch ineinandergreifende Ansätze miteinander in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stoßstelle eine in beide Schieberhälften eingreifende Dichtungsplatte (t) zur Abdichtung quer zu den Längsnuten eingelegt ist. q.. Maschine nach Anspruch z und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an den radialen Außenkanten der Schieber angebrachten Dichtungslamellen (v) durch federbelastete Stößel (w) gegen die Innenbahn des Gehäusemantels. gepreßt werden.