DE624403C - Drehkolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Drehkolbenbrennkraftma "schine Gegenstand der ' Erfindung ist eine Drehkolbenbrennkraftmaschine mit Schieberkolben in der Kolbentrommel.
• Die bisher bekanntgewordenen Drehkolbienmaschinen haben sich nicht als Brennkraftmaschinen eingeführt, weil eine brauchbare Kühlung und Spülung dafür nicht erreicht werden konnte.
• Die Erfindung besteht darin, daß die Drehkolbenbrennkraftmaschine als Sechstaktmaschine mit zwischen Auspuffhub und Ladehub eingeschaltetem Spülsang- und Spülauslaßhub ausgebildet ist. Diese Anwendung des Sechstaktverfahrens bei der D@rehkolbienbrennkraftmaschine beseitigt für diese Maschine sämtliche sonst unüberwindlichen Kühlungs- und Spülungsschwierigkeiten durch die sehr wirksame Innenkühlung und Spülung während der beiden Kühlhübe, und sie ist hier ohne die sonst dem Sechstaktverfahren anhaftende Schädigung des mechanischen Wirkungsgrades anwendbar, weil hier nicht ein ganzes schweres Triebwerk die wenig belasteten Spülhübe durchzuführen hat, sondern diese Hübe nur bei einem Teil einer Maschinenumdrehung von den sehr leichten Schiebierkolben durchgeführt werden. Zugleich fällt auch die. sonst bei Seehstaktmaschinen unvermeidbare starke Drehmornentungleichförmigkeit fort, weil hier bei der Drehkolbenmaschine ja ohne weiteres mehrere Arbeitsräume entstehen, von denen immer nur einige die Spülhübe durchmachen, während ,andere gleichzeitig @dve Krafthübe ergeben, so daß also ein höchst gleichmäßiges Drehmoment entsteht.
• Für die Durchführung des Sechstaktverfahrens können an sich beliebig viele Aus-und Einbuchtungen des Gehäuseumfanges vorgesehen sein, aber dann vertauschen die durch die Ausbuchtungen gebildeten Arbeitsräume der Reihe nach ihre Wirkung, so daß jeder Raum von im Drehsinn zunehmendem Volumen der Reihe nach die Dehnung, dann die Ladungsansaugnng und dann die Spülansaugung durchführt, während die Räume abnehmenden Volumens entsprechend der Reihe nach den Auspuff, dann die Verdichtung -und dann den Spülauspuff durchführen. Besonders :einfach wird die Maschine demgegenüber, wenn ihr Gehäuse entsprechend den drei Doppelhüben des Sechstaktverfahrens drei Ausbuchtungen oder ein Vielfaches hiervon aufweist. Dann behält jeder Raum immer dieselbe Aufgabe, und es werden praktisch sämtliche Steuerungsglieder überflüssig, indem dann die Kolben. durch öffnungen der Gehäusewandungen die ganze Steuerung selbsttätig ausführen.
• Mit Vorteil kann weiter die während der Kühltakte geförderte Luft über die Gehäusewand an den durch Verdichtung und Dehnung erhitzten 'Stellen zu deren Kühlung entlang geführt sein. Auf -diese Weisse iergibt sich eine volle und sehr wirksame Luftkühlung der Maschine auch an den von den Kühlkammern weit abliegenden Stellen, und zwar mit besonders günstiger Einwirkung auf den Wirkungsgrad, weil nämlich die sonst den Wirkungsgrad schädigenden Kühltakte des Sechstaktverfahrens hier bei der Dilehkolbsenmaschine schon ,an sich wegen der geringen für sie erforderlichen Wege und Massienbewegungen den Wirkungsgrad wenig verschlechtern und nun durch die Ausnutzung zu vollkommener Kühlgebläsewirkung vollends höchst nützlich werden.
• Eine weitere wertvolle Einzelheit ergibt sich, wenn die an sich bekannte starre Verbindung je zweier einander gegienüberliegender Schieberkolhen an Hand überall. gleich großer Innendurchmesser des Gehäuses ermöglicht ist, indem das Gehäuse dem Sechstaktverfahren entsprechend drei Ausbuchtungen oder ein ungerades Vielfaches davon erhäl@. Hierdurch läßt sich in, besonders. einfacher Art eine wesentliche Ausgleichung der Fliehkraftwirkungen zwischen beiden Kolben jedes Paares erreichen, und damit werde hohe Drehzahlen und entsprechend große Leistungen zulässig.
• Wird eine Vielzahl von Schieberkolben verwendet, die jeden Arbeitsraum immer mindestens durch zwei Schieberkolben unterteilt so dienen hierbei zur Verbindung je zweier gegenüberliegender Schieberkolben mit Vorteil je einer oder mehrere Verbindungsstößel, die bei den verschiedenen Schiseberkolbenpaaren in so verschiedenen Ebenen liegen, daß sie ,auch bei einer großen Zahl. von Schieherkolben ;nebeneinander in der Drehtrommel vorbeigehen.
• Für die Ausgestaltung der Krümmung der Gehäusewandung liegt eine wesentliche Einzelheit darin, daß die Gehäusewandung von dem Punkt an, wo sie die Drehtrommel ganz oder nahezu berührt, !entsprechend einer Adiabate des Arbeitsmitbels gegenüber dem Kreis ansteigt, und zwar dies bis zu einem Punkte, wo sie die größte zulässige Steigung erreicht, also etwa bis zu der Hälfte der Umfangslänge der betreffenden Arbeitskammer, während der zweite Teil der gesamten Strecke nach einer Kurve gekrümmt ist, bei der die Steigung ständig um so viel abninunt, wie sie im. ersten Kurventeil zunahm. Diese Ausbildung ergibt nicht nur einen günstigen zeitlichen Verlauf der Dehnung (und Verdichtung); sondern sie ergibt auch ein gleichmäßiges Drehmomeht, indem dabei. in jedem Augenblick der Dehnung das Pr3dukt von Kolbenfläche und Gasdruck immer ungefähr gleichbleibt, und endlich ist hierbei die Verbindung gegenüberliegender Schieberkolben zu einem starren Kolbenpaar ohne weiteres möglich.
• Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einigen Ausführungsbeispielen, und zwar sind A,bb. i und z ein Mittelschnitt und ein Querschnitt einer Maschine mit vielen Scliieberkolbenpaaren, Abb. 3 ein Schema der Entstehung der Gehäusekrümmung, Abb-. ¢ ein vereinfachter Mittelschnitt einer Maschine mit einzelnen Schieberkolhen. Gemäß Abb. i und a ist in einem Gehäuse a ein aus einzelnen Se bgmentkörpern b, c und verbindenden Endplatten d zusammengesetzter Körper drehbar gelagert, der in einem - Lagerfortsatz o des Gehäuses a mit Wellen m, .n in, Kugellagern ruht. Zwischen den Segmenten b, c sind radial verschiebliche Schieherkolben e gelagert, von denen je zwei gegenüberliegende durch Verbindungsstangen. f starr miteinander verbunden sind. Als Abdichtungsmittel enthalten die Kolben Dichtungsleisten g, die sowohl an der Umfangsfläche ,als sauch an den Endflächen des Gehäuses @a abdichtend anliegen, und zwar beispielsweise, indem sie durch öldruck vorgedrückt sind, der auf ihnen von dem mit öl ,gefüllten Inneren der Drehtrommel b, c"d her lastet und über eine an die hohle Welle iz angeschlossene Pumpe ständig aufrechterhalten wird.
• Bei dem hier angenommenen Vergasermotor sind zunächst in jedem Drehtrommelsegment b, c eine oder mehrere Zündkerzen 1z angebracht. Diese Anbringung im Kolben statt in der Gehäusewandung und mit entsprechender Vielzahl bewirkt, daß jede Zündkerze nur einmal je Umdrehung zu zünden hat und daher keine zu hohe Wärmebelastung erfährt.
• Die Gehäusewandunga umfaßt hier zwischen den Punkten I und II den Ansaugraum mit Ansaugschlitz i, dann. bis. III den Verdichtungsraum mit der Zündstelle am Ende, weiter bis IV den Dehnungsraum, dann bis V den Auspuffraum mit Auspuffschlitz j, weiter bis VI einen Spülansaugraum mit Zulaßschlitz h und endlich wieder bis I einen Spülausschubraum mit Auslaßschlitz L.
• In der dargestellten Lage hat die Arbeitskammer h höchste Verdichtung und erhält in diesem Augenblick die Zünduaig. Wenn dann bei Weiterdrehung im Sinne des eingezeichneten Pfeiles der nächste Schieberkolben an dieselbe Stellte K gerückt ist und die Zündung erhält, ist das Gas in denn. im Drehsinn vorhergehenden Raum erst teilweise- expandiert; so daß nur ein Teil des gesamten Verbrennungsdruckes den die beiden Räume trennenden Schieberkolben und dessen Dichtung belastet usf. für alle weiteren Arbeitsspiele. Das gleiche gilt auch für die Verdichtung längs den Räumen II bis III.
• Gemäß Abb-.3 ist die Gehäusekrümmung erhalten wie folgt: Die Fläche F, ist, vom Berührungspunkt des Gehäuseumfanges mit der Drehtrommel beginnend, erhalten, indem auf den Drehtrommelumfang die Ordinaten einer Gasadiabate aufgetragen sind, und zwar bis zur Hälfte des gesamten Winkels, der zwischen dem Tangentenberührungspunkt und der größten Gehäuseausbuchtung liegt. Vom Ende der Fläche Fi aus, wo die größte Steigung des Gehäuseumfanges gegenüber deg. Radius liegt, nehmen dann die Steigungen wieder entsprechend ab, wie durch die Fläche F. veranschaulicht ist. Der hiermit begrenzte Arbeitsraum ergibt einen natürlichen. zeitlichen Verlauf der Dehnung (und Verdichtung) sowie gleichmäßiges Drehmoment und gleich große Durchmesser des Gehäuses entsprechend der Länge der Schieberkolbenpaare.
• Gemäß Abb. 4 ist eine grundsätzlich ähnliche Maschine nur insofern von der vorigen Ausführungsform abweichend ausgebildet, als bei ihr die Schieberkolbien nicht zu Paaren verbunden, sondern sämtlich frei beweglich und durch den Öldruck in der Kolbentrommel an das Gehäuse angedrückt sind.
• Welcher der beiden Hauptteile umläuft, also die Drehtrommel oder .das Gehäuse, richtet sich nach den Bedürfnissen des Einzelfalles und ist sachlich einflußlos.
• Die Kühlschlitze h oder L oder beide können in ein Gehäuse münden, das sich längs dem Gehäuseumfang II-III-IV so erstreckt, daß die Kühlluft vor oder nach dem Zutritt zu den Kühlkammern die genannte, durch Verdichtungswärme und Zündungswärme belastete Gehäusestelle ganz oder in deren wesentlichsten Teilen kühlend - bestreicht. Dies ist beispielsweise durch entsprechende Ausgestaltung des Außengehäuses erreichbar.

Claims (1)

1. PATENTANSPeRÜCHE: i. Drehkolbenbrennkraftmaschine mit Schieberkolben in der Drehtrommel, dadurch gekennzeichnet, daß sie als S@echstaktmaschine mit zwischen Auspuffhub und Ladehub. eingeschaltetem Spülsaug- und Spülauslaßhub ausgebildet ist. z. Drehkolbenbrennkraftmaschine .nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse entsprechend den drei Doppelhüben des @Sechstaktverfahrens drei Ausbuchtungen oder ein Vielfaches hiervon aufweist. 3. Drehkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch i oder z, dadurch gekennzeichnet, :daß die während der Kühltakte geförderte Luft zur vollen Luftkühlung der Maschine weiter ausgenutzt ist, indem sie durch ein Außengehäuse (o) über die Gehäusewand an den Stellen (II-III und III-IV), wo Verdichtung und Dehnung erfolgt, zur Kühlung dieser Stellen entlang geführt ist. 4. Drehkolbenbrennkraftmaschne nach Anspruch z oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte starre Verbindung je zweier einander gegenüberliegender Schieberkolben ermöglichi ist, indem das Gehäuse drei Ausbuchtungen oder ein ungerades Vielfaches davon, und zwar -mit überall gleich großen Innendurchmessern bei allmählich zu- bzw. abnehmenden Innenradien, aufweist. 5. Drehkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einer Vielzahl jeden Arbeitsraum mehrfach unterteilenden Schieberkolben zur Verbindung je zweier gegenüberliegender Schieberkolben je einen oder mehrere besondere Verbindungsstößel aufweist, die für jedes Schieberkolbenpaar in einer anderen Ebene liegen. 6. Drehkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusewandung von dem Punkte an, wo sie den Kolbenkörper ganz oder nahezu berührt,entsprechend einer Adiabate des Arbeitsmittels gegenüber dem Kreis ansteigt, und zwar dies bis zu einem Punkt, wo sie die größte zulässige Steigung erreicht, also etwa bis zu der Hälfte der Umfangslänge der betreffenden Arbeitskammer, während der zweite Teil der gesamten Strecke nach einer Kurve gekrümmt ist, bei der die Steigung ständig um so viel abnimmt, wie sie im ersten Kurventeil zunahm.