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Brennkraftmaschine mit Schwingkolben Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine
mit Schwingkolben und bezweckt die Verbesserung der Dichtheit bei einer solchen
Maschine.
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Erfindungsgemäß wird, um die Dichtheit der die Zylinder bildenden
Kammern einer derartigen Brennkraftmaschine zu gewährleisten und insbesondere um
jedes Entweichen von Gas längs der Welle der die Schwingkolben darstellenden Flügel
zu verhindern, zwischen der Nabe der Schwingkolben und den Seitenwänden des Maschinenzylinders
eine geschlitzte Scheibe angeordnet, die derart unter elastischer Druckwirkung steht,
daß sie sich mit ihrem Rand an die zylindrische Wand der sie aufnehmendenAussparung
des Maschinengehäuses und mit ihrer einen Stirnfläche gegen die äußere Fläche der
Nabe der Flügelkolben legt.
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Die geschlitzte Scheibe kann an einer Drehung nach einem weiteren
Merkmal der Erfindung beispielsweise durch das Zusammenwirken eines Zapfens und
einer Nut verhindert sein, und die mit der Nabenfläche in Berührung befindliche
Stirnfläche der Scheibe kann eine mit der ölzufuhr in Verbindung stehende Nut aufweisen,
durch die das C51 nach den sich berührenden Flächen von Nabe und Scheibe gelangt.
Die geschlitzte Scheibe kann auch als Kolben ausgebildet und mit Liderungen versehen
sein, welche die Abdichtung zwischen der. Umfläche des Kolbens und der Zylinderwand
der den Kolben führenden Aussparung des Maschinengehäuses sichern. Eine mittels
Feder - hervorgerufene Anpressung der Dichtscheibe an die Nabe kann nach einem weiteren
Merkmal der Erfindung durch die Druckwirkung mittels Öles ergänzt werden, das in
der die Dichtscheibe führenden Aussparung des Maschinengehäuses umläuft. Auch kann
eine elastische Haube zur Ergänzung der Dichtungswirkung der Scheibe vorgesehen
sein. Ferner können auf der mit der Dichtscheibe in Berührung befindlichen Fläche
der Nabe Schmiernuten ausmünden, welche die Schmierung der Reibungsflächen der Nabe
und ihrer Flügelkolben gewährleisten.
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Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung beispielsweise in mehreren
Ausführungsformen. Fig. i zeigt im Querschnitt eine Brennkraftmaschine mit Schwingkolben.
Fig. 2 läßt den die Dichtscheibe enthaltenden Teil der Brennkraftmaschine in einer
ersten Ausführungsform in gegenüber Fig. i vergrößertem Maßstab im Längsschnitt
nach der Linie III-III erkennen. Fig. 3 und q. geben die zugehörige Dichtscheibe
in Seitenansicht und im Querschnitt wieder. Fig. 5 ist ein ebenfalls gegenüber Fig.
i im Maßstab vergrößerter Längsschnitt der Maschine nach der Geraden VI-VI der Fig.
i. In einem in gleicher Weise vergrößerten Maßstab zeigt Fig. 6 den mit der Dichtscheibe
versehenen Teil der Maschine in einer gegenüber Fig. 2 und 5 abgeänderten Bauart,
und Fig.7 ist ein Querschnitt nach der Geraden VIII-VIII der Fig.6, die ihrerseits
ein Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 7 ist. Fig. 8 gibt die
Dichtscheibe
der Anordnung nach Fig.6 und 7 in schaubildlicher Darstellung wieder. Fig. 9 veranschaulicht
im Längsschnitt eine Dichtscheibe von kolbenförmiger Ausführung und den sie umschließenden
Teil der Brenn-' kraftmaschine, und Fig. io ist eine scliati bildliche Wiedergabe
dieser Dichtscheibe.
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Gemäß Fig. i, 2 und 5 weist die Brennkraftmaschine ein zylindrisches
Gehäuse i auf, das durch die Scheidewände 2 und 3 in zwei Kammern 4. und 5 unterteilt
ist, in welchen zwei an den entgegengesetzten Enden eines Durchmessers liegende
Flügel 6 und 7 eine hin und her gehende oder schwingende Bewegung ausführen können.
Die Flügel 6, 7 sitzen auf einer gemeinsamen Nabe 8, die achsgleich mit dem zylindrischeA
Maschinengehäuse i auf der hohlen Welle 811 angeordnet ist. Die Flügel
6, 7 bilden die Kolben der Maschine und sind mit Dichtsegmenten versehen,
die je aus zwei Winkelstücken g11, 9b zusammengesetzt sind und unter der Druckwirkung
von Blattfedern. io stehen. Das von der Hohlwelle 811 umschlossene Rohr i i dient
zur Zufuhr und der Ringraum 12 zur Abfuhr von Kühlmitteln.
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Um jedes Entweichen von Gas aus der Verpuffungskammer Zwischen den
Seitenwänden 18' des zylindrischen Gehäuses i und der 'Nabe 8 der Flügelkolben 6,
7 oder genauer der äußersten Fläche ig dieser Nabe, d. h. in der Pfeilrichtung F,
zu verhindern, ist nach der Erfindung eine einen Schlitz tob aufweisende Lochscheibe
2o vorgesehen, die in einer Ausnehmung 2 i des Mäschinengebäuses i eingebaut ist
und die zylindrische Fläche Zia dieser Gehäuseaussparung 2i berührt sowie darauf
einen elastischen Radialdruck ausübt. Eine Drehung dieser Scheibe 2o ist, wie Fig.
3 zeigt, durch einen Zapfen 22 verhindert, der an der Scheibe sitzt und in eine
Längsnut 23 der Wand 2i11 der Gehäuseaussparung 2i eingreift. Es kann auch umgekehrt
der Zapfen 22 an der Wand Zia und die Nut 23 an der geschlitzten Scheibe 2o vorgesehen
sein. Eine Feder 24 (vgl. Fig. 2 und 5) drückt die Lochscheibe 2o an den Mittelteil
def- Seitenfläche ig der 'Tabe 8, der beispielsweise mit der Außenfläche eines auf
die Hohl-' welle 811 aufgeschraubten Klemmringes 25 zusammenfallen kann, der in
einer entsprechenden Ausnehmung der Nabe 8 liegt und zur Lägensicherung der Nabe
auf der Welle 811 dient und dessen freie Stirnfläche mit der Außenfläche der Dichtsegmente
g11 und der Nabe 8 eine einzige Ebene bildet.
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Die gegen die Nebenfläche durch die Feder 24 gedrückte Seitenfläche
2o11 der Scheibe 20 weist, wie die Fig.3 und .4 näher erkennen lassen, eine Nut
oder Rille 26 auf, von welcher die Bohrungen 27 ausgehen, die zur Zuführung von
Schmiermittel, z. B. von Öl unter Druck, dienen. Da die der Kolbennabe 8 angehörige
Fläche ig eine dauernde Schwingbewegung ausführt, während die Scheibe unbexveglich
bleibt, verteilt sich das Schmieririittel über die ganze Stirnfläche 2o11 der Scheibe
2o. Infolgedessen ist nicht nur jede Abnutzung durch Reibung vermieden', sondern
es wird auch eine vollkommene Dichtung durch das Schmiermittelhäutchen zwischen
den Flächen 2o11 und i9 erreicht.
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Die Scheibe 2o wird in die Aussparung 21 des Maschinengehäuses so
eingesetzt, daß ihr Schlitz tob und der diesem auf dem gleichen Durchmesser gegenüberliegende
Zapfen 22 vor den feststehenden Scheidewänden :2 und 3, welche den Boden der Arbeitskammern
4, 5 der Flügelkolben 6, 7 bilden, zu liegen kommen und nach der Geraden VI-VI der
Fig. i ausgerichtet sind, um jedes Entweichen von Gas an der Stelle des Schlitzes
tob und des Zapfens 22 zu vermeiden. Die Feder 2.1. kann, wenn gewünscht, mit einem
Stellmittel zur beliebigen Regelung ihrer Spannung versehen sein. Man kann diese
Feder auch fortlassen und dafür das Anpressen der Scheibe 2o an die Fläche ig der
Kolbennabe durch die Druckwirkung der Gase der Verpuffungskammern 4, 5 hervorrufen,
die in diesem Fall durch eine passende Leitung mit der Gehäuseaussparung 21 zu verbinden
sind.
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Wie die Fig. 6 und 7 zeigen, kann die Dichtscheibe 2o einen dem Durchmesser
D der Nabe 8 gleichen Durchmesser besitzen, so daß die ganze äußere Fläche ig der
Nabe in Berührung mit der Stirnfläche 2o11 der Scheibe 2o ist, die durch die Feder
2-I kräftig an die Nabe angedrückt gehalten wird. Auf diese Weise ist jede Verbindung
zwischen den Kammern 411 und 4b einerseits und 511 und 5b anderseits durch die Dichtwirkung
der Scheibe 2o unmöglich gemacht, die so die Wirkung der Dichtsegmente g11 ergänzt,
deren Endkanten 9c nach einem Kreis mit dem Durchmesser D verlaufen.
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Die Schmierung der Scheibenfläche 2o11 und der _Nabenfläche ig wird
durch Öl bewirkt, das durch den Kanal 40 unter Druck dem Raum zi zugeführt und daraus
über den Kanal 41 abgeleitet wird. Der Druck des Öles, der sehr hoch. sein kann,
wird durch einen,an den Stutzen 42 angeschlossenen Druckmesser überwacht und wirkt
zusammen mit der Feder 24 auf die Scheibe 2o. Er kann zur Regelung der Kraft, mit
der die Scheibe 2o an die .Nabe e angepreßt wird, verändert werden.
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Dieser starke Druck, den das Öl auf die Dichtscheibe 2o ausübt, gestattet,
von der Anbringung von Schmiernuten auf der Stirnfläche 2o11 der Dichtscheibe 2o
abzusehen und diese Fläche gemäß Fig. 9 glatt auszuführen.
Das
unter Druck zugeführte Öl nimmt seinen Weg durch den Schlitz 20v der Scheibe 2o
und bildet zwischen den Flächen 2oa und ig ein dünnes Häutchen, das eine vollkommene
Schmierung dieser Flächen gewährleistet und gleichzeitig die bereits durch die innige
gegenseitige Berührung der Flächen 2oa und i9 erreichte günstige Dichtungswirkung
noch weiter steigert.
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Wie Fig. g zeigt, kann die Dichtscheibe auch als Kolben 45 ausgeführt
sein, der einen dem Nabendurchmesser D gleichen Durchmesser besitzt und in üblicher
Weise mit Liderungsringen 46 zur Erzielung einer vollkommenen Dichtung zwischen
der Wand Zia der Gehäuseaussparung 2i und dem Kolben 45 versehen ist. Um die Dichtungswirkung
über eine größere Fläche auszudehnen, kann der Kolben 45 vorteilhafterweise durch
eine Art Haube 47 ergänzt sein, die aus sehr dünnem Stahl oder Blattmetall besteht
und infolgedessen sich unter der Wirkung des Druckes des im Raum 2i enthaltenen
Öles elastisch in ihrer Form verändern kann. In der Bohrung des Kolbens 45 (vgl.
auch Fig. i o) sind Nuten 48 ausgespart, in welche die feststehende, als Lagerschale
der Kolbenwelle dienende Muffe 49 mit entsprechenden, an ihrem einen Ende vorspringenden
Klauen eingreift, so daß der Kolben 45 nicht durch die Nabe 8 in Umdrehung versetzt
werden kann. Diese Verkerbung der Teile 45 und 49 ersetzt den bei der Anordnung
der Fig.3 und 5 an der Dichtscheibe 2o angebrachten Zapfen 2o.
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Der Kolben 45 wird gegen die Fläche ig der Nabe 8, ähnlich wie die
Scheibe 2o der Fig. i bis 5, durch die Feder 24 gepreßt, deren Wirkung durch den
Druck des im Raum 21 befindlichen Öles ergänzt wird. Dieses Öl kann durch die Nuten
48 hindurchtreten und nach der Stirnfläche 45" des Kolbens 45 und der Nabenfläche
1g gelangen, so daß es gleichzeitig eine kräftige Schmierung und eine Steigerung
der Dichtungswirkung dieser Flächen hervorruft.
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Ferner kann dieses Öl, wie Fig. 6 und 7 erkennen lassen, zur Schmierung
der Teile 2a und 311 der Scheidewände 2 und 3 benutzt werden, zwischen denen die
Nabe 8 sich dreht und hin und her schwingt. Zu diesem Zweck münden Schmiernuten
5o und 51 an der Nabenfläche ig aus. Ebenso können an den Seitenflächen der Flügelkolben
6, 7 Schmiernuten 52 und 53 ausgespart sein, um die Schmierung zwischen diesen Flächen
und den Innenflächen der Kammern 4 und 5 zu gewährleisten.