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Brennkraftmaschine mit von einer Lauffläche umgebenen, kreisenden,
radial gerichteten Zylindern Gegenstand der Erfindung ist eine Brennkraftmaschine,
und zwar eine solche mit von einer Lauffläche umgebenen, kreisenden, radial gerichteten
Zylindern, deren Kolben auf das Innere der Lauffläche einwirkende Organe haben.
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Es sind bereits mehrere derartige Maschinen bekannt, .,welche sämtlich
als Ausgangspunkt ihrer Triebkraft die Kräftezerlegung benutzen, die auf einer schiefen
Ebene stattfindet. Die kreisende Bewegung entsteht daher dadurch, daß die Lauffläche
die Form einer Ellipse, einer kreuzförmigen Kurve usw. besitzt, und daß die nach
außen wirkende pulsierende Kraft nicht radial, sondern seitlich von der Drehachse
angeordnet ist. Derart angeordnete Maschinen besitzen verschiedene Nachteile: So
z. B. weisen verrchiedene davon Totpunktlagen auf, aus denen man sie nicht mehr
herausbringt, wenn sie dort stillstehen bleiben, andere hingegen haben keine bestimmte
Drehrichtung und können sowohl im einen wie im anderen Sinn angelassen werden.
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Hat die in Frage kommende schiefe Ebene eine große Steigung, was einer
großen Tangentialkraft, also einer guten Leistung der Maschine entspricht, so hat
man es mit einer Lauffläche zu tun, die z. B. als Ellipse sehr flach und lang auszubilden
ist. Hier kann man der Totpunktlage nicht entgehen.
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Vermindert man hingegen die Steigung, so wird die Tangentialkraft
klein in bezug auf die normalgerichtete Stoßkraft. Der größte Prozentsatz der Kolbenkraft
geht somit gegen die Lauffläche verloren.
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Aus diesen Darlegungen geht hervor, daß eine Maschine der angegebenen
Art, die nur auf die Kräftezerlegung in bezug auf eine schiefe Ebene gestützt ist,
eine schlechte Leistung aufweist, die nur dadurch verbessert werden kann, daß man
die Kolbenkraft derart führt, daß sie am Stoßpunkt gegen die Lauffläche eine zum
größten Teil tangentiale Richtung aufweist. Hierdurch erreicht man, daß die Maschine
keine Totpunktlage aufweist, sofort anläuft und eindeutigen Drehsinn hat.
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Zu diesem Zweck ist jede Pleuelstange der erfindungsgemäßen Maschine
mittels eines Lenkers an einem mit dem Zylinder kreisenden Zapfen angelenkt, wobei
an jeder Pleuelstange ein mit, der Lauffläche zusammenarbeitendes wälzhebelartiges
Organ angelenkt ist, dessen anderes Ende an einem ebenfalls mit dem Zylinder kreisenden
Zapfen gleitbar angelenkt ist.
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Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.
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Die Fig. r ist ein Schnitt durch die Motordrehachse und durch die
Achse des einen Zylinders.
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Die Fig. 2 ist ein Schnitt durch die Achsen der fünf sternartig angeordneten
Zylinder.
Der Motor besteht aus dem festliegenden Gehäuse i, 2,
das durch Bolzen 3 an irgendeinem Gestell festgefacht wird.
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Die Welle 4 dient zugleich als Kühlwasserleitung und besitzt zu diesem
Zweck zwei voneinander getrennte Bohrungen 5, 6, von denen die eine mit einer Schraubenpumpe
7 versehen ist. Die Welle ist durch einen dickwandigen Zylinder 8 geführt, in welchem
verschiedene Durchlässe für das Einlassen und für den Auspuff vorgesehen sind.
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Um Welle 4 und Zylinder 8 sind zwei parallele Scheiben g und io angeordnet,
die über Bolzen i i mit einem Flansch 12, der Welle verbunden sind.
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Zwischen diesen Scheiben liegen fünf radial gerichtete Zylinder
13, 14, 153 16 und 17, deren Kolben 18, ig, 2o, 21 und 22 eine
kürze, um die Achse 23 bewegliche Pleuelstange 24 besitzen. Jede Pleuelstange ist
mit zwei Zapfen 25, 26 ausgerüstet, an welchen ein mit- der Lauffläche zusammenarbeitendes
wälzhebelartiges Organ 27 bzw. ein Lenker 28 angelenkt ist. Das freie Ende des Organs
27 ist an einem mit dem Zylinder kreisenden Zapfen 2g gleitbar angelenkt, während
der Lenker 28 an einem ebenfalls mit dem Zylinder. kreisenden Zapfen 3o angelenkt
ist. Die Zapfen 2g, 3o eilen in bezug auf die Motordrehrichtung dem jeweiligen in
Betracht kommenden Zylinder nach, und zwar liegt der Drehzapfen 29 für die gleitende
Bewegung des wälzhebelartigen Organs dem Zylinder näher als der Drehzapfen 3o des
Lenkers. An- .der Pleuelstange eilt der Zapfen 25 des Organs 27 gleichfalls dem
Zapfen 26 des Lenkers 28 vor, während die Pleuelstangenachse 23 in bezug auf die
Maschinendrehrichtung hinter der Kolbenachse liegt. Die gleitende Bewegung .des
Organs z7 in bezug auf den Zapfen 29 wird durch die längliche öffnung 31 ermöglicht.
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Ein mittleres polygonales Organ 32, in welchem die Zylinderventile
33 liegen, bildet die Zylinderköpfe. Das Ganze dreht nicht um die Welle als Lager,
sondern auf starkem Rollenlager 34.
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Das Gehäuse i, 2 ist innen mit der Lauffläche 35 ausgerüstet, gegen
welche die Organe 27 ihre abstoßende, entgegen der Drehrichtung gerichtete Kraft
ausüben. Bei der dargestellten Ausführungsform ist, wie ersichtlich, die Exzentrizität
der Lauffläche in bezug auf den Kolbenhub sehr klein; sie beträgt kaum die Hälfte
davon. Die seitliche Verschiebung des Berührungspunktes des Organs 27 ist hingegen
ziemlich groß; sie beträgt mehr als die Hälfte des Kolbenhubes. Zählt man noch die
leichte Drehung dieses Organs 27, die nicht etwa einem Abrollen, sondern einem Abstoßen
entspricht, hinzu, so sieht man, daß bei jedem Kolbenhub der Berührungspunkt auf
der Lauffläche einen Weg, der größer ist als der Kolbenhub, zurücklegt. Die Berechnung
der in Frage kommenden Kräfte ergibt, daß die tangential gerichtete Stoßkraft am
Anfang des Kolbenhubes etwa 30 °4 (um bis auf 6o °1o anzusteigen) des Kolbenstoßes-
ausmacht, was äußerst günstig ist, da bekanntlich der Kolbenstoß von Anfang bis
Ende des Ausdehnungshubies abnimmt.
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Axial gerichtete Kräfte treten bei dieser Maschine nicht auf, doch
wurden zwei Spurlager 36 vorgesehen.
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In 37 ist eine Zündkerze sichtbar. tber sämtlichen Zündkerzen liegt
eine Haube 38 mit einer Kontaktvorrichtung 39, die im geeigneten Augenblick
die jeweilig nötige Zündung hervorruft. Die Ventile werden durch die Kurve 4ö gesteuert,
die auf Schleifhebel 41 einwirkt. Jeder dieser Hebel sitzt auf dem freien Ende 42
eines neben dem entsprechenden Ventil angeordneten Bolzens.
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.Das durch die Pumpe 7 gepumpte Kühlwasser gelangt über radiale Öffnungen
43 in die Räume 44 des Organs 32, dann in die Räume 45 zwischen den Zylindern nach
dem Organ 32, den Scheiben g, io und den Zwischenwänden 46, wird dann durch Rohre
47 aufgefangen und nach 5 geführt. Die ringförmige Nut 48 ist irgendwo unterbrochen,
damit das Wasser nicht in Drehung versetzt wird. Die Zahnradpumpe 5o befördert (las
Schmieröl. . Die Kraftgase treten bei 5 1 ein und begeben sich dann über
Kanal 52 zu den Ventilen, über welche sie nach ihrer Verbrennung und durch die Kanäle
53, 5=1# über 55 hinausbefördert werden.
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Der dargestellte Motor arbeitet nach dem Viertaktprozeß, und zwar
in folgender Weise: Von links unten in Fig. 2 nach rechts oben nimmt der Radius
der Lauffläche etwa zwischen A bis B leicht zu. Beim Durchlaufen dieser
Strecke schmiegt sich das entsprechende Organ 27 infolge der Zentrifugalkraft dieser
Fläche an und wird infolge der Reibung etwas zurückgehalten, eilt also dem Kolben
etwas nach, was einem Herausziehen des Kolbens etwa von der Lage I in die Lage 1I
entspricht. Das- Ventil 33 ist gleichzeitig offen, und seine Öffnung liegt gegenüber
der Kammer 52; Brennstoff wird angesogen.
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Zwischen B und C ist das Ventil geschlossen, und die leichte Abnahme
im Laufflächenradius bewirkt die Verdichtung durch Hineinstoßen des Kolbens, also
durch die zwischen II und III stattfindende Bewegung.
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.Gleich nach C wird gezündet, indem das Kontaktstück 56 der entsprechenden
Kerze vom Isolierstück 57 auf das Kontaktstück 39 gleitet. Die radial gerichtete
Kraft des
Kolbens wirkt wie eingangs angegeben, und zwar gegenüber
dem leicht zunehmenden Laufflächenteil C, D. Es entsteht eine Treibkraft
im Sinne des Pfeiles 58.
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Der Auspuff findet nach D statt, es öffnet sich das Ventil und die
Gase entweichen durch die Kammern 53, 54. Diese Kammerunterteilung, d. h. die dazwischenliegende
Trennwand, dient nur dazu, um zu vermeidvn, daß Brenngase aus dem einen Zylinder
in den danebenliegenden eindringen. Während des Auspuffs wird der Kolben wie bei
der Verdichtung durch die abnehmende Lauffläche wieder in den Zylinder gestoßen.'
Beim dargestellten Beispiel liegt das Gehäuse fest, es könnte aber auch die Welle
festgesetzt werden und das Gehäuse drehen. Dies bringt aber einige Änderungen mit
sich, weil dann die festliegenden Zylinder keine Schleuderkraft mehr auf die Kolben
ausüben, die zum Einfüllen hinausgezogen werden müssen, durch irgendwelche zwangsläufige
Iä ührung. Man kann dazu Leitkurven benutzen, auch könnte man die Zapfen der Lenker
mit Zahnrädern versehen ünd einer darübergreifenden Kette, derart, daß jeweils zwei
benachbarte Kolben so miteinander verbunden wären, däß die Bewegung nach außen des
einen dieser Kolben durch die Bewegung nach innen des anderen Kolbens bedingt würde.