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Drehkolbenbrennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenbrennkraftmaschine
mit in der Kolbentrommel radial verschiebbaren Schieberkolben und mit voneinander
getrennten Verdichtungs-und Arbeitsräumen. Bei bekannten Maschinen dieser Art ist
zur Vergrößerung der Verdichtungsräume gegenüber den Arbeitsräumen das Gehäuse an
dem Teil der Innenwandung, welcher den Verdichtungsraum darstellt, mit einer größeren
Ausnehmung versehen als an dem Teil der Innenwandung, welcher eine den Arbeitsraum
darstellende Ausnehmung hat. Es werden hierdurch die radial verschiebbaren Schieberkolben
ungleichmäßig weit nach auswärts verschoben, was gemäß der Erfindung verhütet werden
soll.
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Erfindungsgemäß findet ferner eine größere Verdichtung des eingesaugten
Brennstoffgemisches statt, indem durch Unwirksammachen jedes zweiten Schieberkolbens
bei dem Einsaugen der Einlaßraum für den Brennstoff verdoppelt wird, während die
Verbrennung und Ausdehnung in einem viel kleineren Raum stattfindet, nämlich in
einem Raum, der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schieberkolben liegt. Erreicht
wird dies dadurch, daß jeder zweite Schieberkolben bei seinem Durchgang durch den
Verdichtungsraum durch ein ortsfestes Steuerglied gegen radiale Auswärtsverschiebung
festgehalten wird. Dieses ortsfeste Steuerglied in Gestalt einer auf Führungsrollen
der Schieberkolben eingreifenden Hubleiste vereinfacht die Bauweise der ganzen Maschine
recht wesentlich gegenüber den bekannten Maschinen. Es ist zwar auch bereits eine
Maschine bekanntgeworden, bei der im Ansaugeteil ein Teil der Schieberkolben in
der Kolbentrommel zurückgezogen bleibt. Jedoch werden bei dieser Maschine die im
Ansaugeteil vorgeschobenen Schieberkolben im Arbeitsteil der Maschine zurückgezogen.
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Die Zeichnungen stellen ein Ausfiihrtingsbeispiel dar Abb. i zeigt
einen Querschnitt durch die Maschine.
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Abb. 2 ist ein Schnitt nach Linie 2-2 der Abb. i.
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Abb. 3 ist eine Seitenansicht und ein Schnitt nach Linie 3-3 der Abb.
2.
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Abb. 4. zeigt den Drehkörper selbst schaubildlich, und Abb. 5 ist
ein Einzelheitsschnitt nach Linie 5-5 der Abb. 3.
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Das Gehäuse C der Maschine besteht aus einem waagerecht liegenden
Hohlzylinder 1o mit dem Fuß 1i und zwei Abschlußplatten 12 und 13, die durch Schrauben
14 befestigt sind. Die Kolbentrommel R sitzt auf einer Welle 15, welche durch Kugellager
16, 16a in den Endplatten gelagert ist. Die Kolbentrommel hat einen Umfangsteil
ig und einen in der Achsrichtung kürzer gehaltenen mittleren Teil 23, 25 und ist
mit Radialschlitzen 24 versehen, welche zur Aufnahme von Schi.eberkolben 27 dienen.
Durch den mittleren Teil der Kolbentrommel erstrecken sich vom Boden der Schlitze
2q. aus radiale Bohrungen
26. Jeder zweite Umfangssektor i9 ist
nach Abb. i mit einer Vertiefung 55 ausgerüstet, deren Form aus Abb. i und 2 hervorgeht.
Nach Abb. 5 hat jeder Schieberkolben 27 an seinem inneren Ende einen radialen Zapfen
27e', der in die Bohrung 26 der Kolbentrommel hineinragt und von einer Schraubenfeder
29 umgeben ist, welche das Bestreben hat, den Schieberkolben radial nach auswärts
zu drücken.
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Zwischen den radialen Zapfen 27c und den an den Stirnenden der Schieberkolben
befindlichen Armen 27L befinden sich die Lücken 35, die gerade breit genug sind,
um den mittleren Teil 23, 25 des Drehkolbens zu umfassen.
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Die äußeren in Achsrichtung der Maschine verlaufenden Längskanten
der Schieberkolben 27 sind mit je zwei parallelen Nuten 30 versehen, und
in den radialen Endkanten der Schieberkolben ist je eine radial verlaufende Nut
31 angeordnet, die mit je einer der Axialnuten 30 in Verbindung steht. Es
entstehen dadurch L-förmige Nuten zur Aufnahme von Winkelschienen 33, die sich in
ihren Winkelnuten nach auswärts radial verschieben können. Jede Schiene hat auch
Bewegungsfreiheit in der Achsrichtung nach der einen Seite hin. Die Winkelschienen
33 sitzen nicht unmittelbar auf den Böden der Winkelnuten 30, 31 auf, sondern es
sind wellenförmig zurechtgebogene Blattfedern 34 eingelegt, die das Bestreben haben,
einerseits den Achsschenkel der Winkelschiene radial nach auswärts zu drücken und
andererseits den Radialschenkel dieser Winkelschiene axial zu verschieben und gegen
die betreffende Abschlußplatte zu drücken.
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Nach Abb. i ist an der Innenwand des Gehäuses eine Einlage 36 befestigt,
die so ausgebildet ist, daß zu beiden Seiten des Drehkolbens sichelförmige Räume
37, 38 verbleiben. Wie aus Abb. i hervorgeht, steht die Kolbentrommel bei 39 und
4o in Berührung mit dieser Einlage, während die Schieberkolben 27 sich entlang der
Innenwand der Einlage bewegen.
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Die Brennstoffbeschickung zur Verdichtungskammer 37 erfolgt durch
den Kanal 41 im Fuß des Gehäuses. Der Ausstoß der Verbrennungsgase erfolgt durch
den Kanal 44 von dem unteren Ende des Expansionsraumes 38 aus.
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Die Maschine ist so .eingerichtet, daß jeder zweite Schieberkolben
27 der Kolbentrommel außer Berührung mit der Umfangswand des Raumes 37 gehalten
wird. Die Schieberkolben 27, welche in dem Raum 37 nach einwärts gezogen gehalten
sind, werden jedoch in dem Raum 38 nach auswärts vorgestoßen, bevor die Beschickung
von dem Raum 37 in den Arbeitsraum 38 übergeht. Die von der Maschine angesaugte
Menge von Brennstoff o. dgl. ist also zweimal so groß, als der zwischen je zwei
Schieberkolben auf der Expansionsseite vorhandene Raum unter gleichen Druckverhältnissen
zu fassen vermag.
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Um die Schieberkolben 27 bei ihrem Durchgang durch den Raum 37 nach
einwärts zurückgezogen zu erhalten, sind Führungsrollen 47 vorgesehen, -welche von
Stiften 48 (Abb. 5) getragen werden, welche in den Seitenarmen 27U der Schieberkolben
eingeschraubt sind. Diese Rollen befinden sich nicht in allen Schieberkolben, sondern,
wie in Abb. 3 gezeigt, nur an jedem zweiten Schieberkolben.
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An jeder Abschlußplatte 12, 13 ist ein halbkreisförmiger, nach innen
ragender Bogenflansch 50 angeordnet, der sich in die mittlere Aussparung
der Kolbentrommel hinein erstreckt. Wie in Abb. i und 3 gezeigt, erstrecken sich
die Bogenflansche 50 über einen Bogen von i8o°, dessen Enden in der die Berührungsstellen
39, 4o enthaltenden senkrechten Ebene liegen. Bei der Drehung der Kolbentrommel
laufen die Rollen 47 der Schieberkolben, wenn sie diese Stelle 40 erreicht haben,
an der sie am weitesten zurückgezogen sind, und verbleiben in dieser einwärts gezogenen
Stellung, bis sie zur Stelle 39 gelangt sind. Von hier ab verschieben sich die Schieberkolben
27 unter dem Einfluß der Fliehkraft und Federn radial nach auswärts und greifen
mit den äußeren Kanten auf den Innenumfang des Einlagestückes in der Kammer 38 ein.
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Angenommen, der Drehkolben dreht sich in Abb. i in der Uhrzeigerrichtung
und es hat das äußere Ende eines Schieberkolbens 2; gerade den Punkt 41a, an welchem
der Zufuhrkanal41 mündet, überschritten. Es findet dadurch der Eintritt einer Brennstoffmenge
statt, die den Raum 37 zwischen den Stellen 41a und 42 anfüllt. Der nächste zurückgezogen
bleibende Schieberkolben D wandert während dieser Drehung des Schieberkolbens A
von 41a zu 4a in einem Bogen, der an der Stelle 40 einsetzt und gegenüber dein Punkt
41a aufhört. Dadurch wird nunmehr auch der Rauminhalt der Drehkolbenkamrner 55a
gewissermaßen dem Rauminhalt der Sichelkammer 37 an dieser Stelle hinzuaddiert.
Das Gesamtvolumen, das nunmehr nach Drehung des Schieberkolbens A von 41" bis 42
in die Maschine eingesaugt wird, entspricht dem Rauminhalt der Kammer von der Stelle
4o bis 42, verringert um den Rauminhalt dieser Kammer von der Stelle 41a bis zur
Stelle 40, wobei zu diesem Verringerungsrauminhalt noch der Inhalt der Kammer 55a
hinzuzusetzen ist.
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Die Drehung des Schieberkolbens A fand über einem Bogen von 45° statt.
Bei der
Weiterdrehung um 45° wird nun dieser Rauminhalt um den Inhalt
des Sichelraumes zwischen der Stelle 42 und 42a vergrößert. Während dieser Weiterdrehung
ist jedoch der nächste Schieberkolben B in das erste oder unterste Viertel des Sichelraumes
37 vorgerückt. Der Schieberkolben D, der sich bei dieser Drehung in eingezogener
Stellung befindet, übt keine Wirkung aus. Die Gesamtvergrößerung des Volumens für
den Schieberkolben A an der Stelle 4211, d. h. an einer Stelle halbwegs zwischen
der Stelle 42 und der Stelle 39, ist also gleich dem Rauminhalt des Sichelraumes
37 von 42 bis zu dieser Stelle 42a, verringert um das Volumen dieses Sichelraumes
von der tiefsten Stelle bis zur Stelle 41a. Der Schieberkolben B ist nun an der
Kante 4ia des Einsatzes angelangt, und der Schieberkolben A kann demnach von der
Stelle 42a aus nicht weiter Brennstoff in den Sichelraum 37 hineinsaugen. Man kann
demnach als Gesamtverdrängungsvolumen, abhängig von dem Schieberkolben A, jenes
Volumen betrachten, das dem Sichelraum 37_ entspricht, verringert um je jenen Raumteil
des Sichelraumes 37, der dem Kontaktteil 40 und dem Kontaktteil 39 zunächst liegt,
und noch weiter verringert um den Rauminhalt der Kammer 55 in dem Drehkolben. Diese
Bedingungen bestimmen demnach die Menge, die bei jeder Umdrehung eines in Arbeitsstellung
befindlichen Schieberkolbens dem Zylinder gefördert wird.
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Die Verdichtung des eingesaugten Brennstoffgemisches ergibt sich aus
nachstehender Betrachtung Wenn der Schieberkolben A an der Kante q.ia des Einsatzes
vorbeigegangen ist, so wird das in der Drehrichtung vor dem Schieberkolben befindliche
Brennstoffgemisch in dem Sichelraum 37 verdichtet, bis die Vorderkante der Tasche
55, die gerade vor, diesem Schieberkolben A liegt, den oberen Berührungspunkt 39.
erreicht. Diese Stelle wird von dem vorderen Ende der Tasche 55 ungefähr erreicht
in demselben Augenblick, in welchem der in der Drehrichtung vor dem Schieberkolben
A gelegene und einwärts gezogene Schieberkolben an dieser Stelle 39 vorbeigegangen
ist. Das Gesamtvolumen, das dann von dem verdichteten Brennstoffgemisch eingenommen
wird, ist demnach der vierte Teil des Inhalts des Sichelraumes 37, vermehrt um den
Rauminhalt der Tasche 55 in dem Drehkolben.
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Dieses verdichtete Brennstoffgemisch kann natürlich nicht zur Entzündung
gebracht werden, bis der Schieberkolben A die obere Berührungsstelle 39 erreicht.
Erreicht jedoch. der Schieberkolben A die Stelle 39, so kann der Arbeitsdruck in
dem Sichelraum 38, selbst wenn er in der Stelle 39 zur Wirkung gelangen würde, keine
Tangentialkomponente in Richtung entgegen der Uhrzeigerrichtung ausüben. Um nun
das Brennstoffgemisch in dem Sichelraum 38 auf höherem Druck zu halten, werden beim
Durchgang der Schieberkolben durch die rechte Hälfte des Gehäuses jene Haltevorrichtungen
ausgelöst, welche auf der Ansaugeseite jeden zweiten Schieberkolben in zurückgezogener
Stellung. hielten. Die Begrenzungswand für das Brennstoffgemisch. das durch den
Schieberkolben A verdichtet wurde, wird jetzt durch einen Schieberkolben gebildet,
der in einem Winkel von 45° zum Schieberkolben A steht. Dieser in der linken Hälfte
zurückgezogene Schieberkolben steht in der rechten Hälfte aus dem Drehkolben heraus
und bildet eine Abschlußwand für den Arbeitsraum. Das Brennstoffgemisch kann also
nicht etwa in den Sichelraum 38 von der Berührungsstelle 39 bis zur Stelle 43 hin
sich ausdehnen, sondern es wird unter Verdichtung durch den zwischen den beiden
Schieberkolben stehenden Schieberkolben erhalten.