DE1135011B - Drehkolbenmaschine mit einem zylindrischen Gehaeuse - Google Patents

Description

• Drehkolbenmaschine mit einem zylindrischen Gehäuse Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine mit einem zylindrischen Gehäuse, in dem ein am Umfang mit Flügeln versehener Läufer achsparallel und exzentrisch gelagert ist, wobei Gehäuse und Läufer sich mit gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen und an jedem im Gehäuse und im Läufer schwenkbar gelagerten Flügel ein eine Flügelbewegung zwischen dem Gehäuse und dem Läufer zulassendes Zwischengelenk vorgesehen ist nach Patentanmeldung V 20 003 1 a / 14 b.
• In Weiterbildung der Drehkolbenmaschine nach der Hauptpatentanmeldung besteht das erfinderische Neue darin, daß das Zwischengelenk je an einem am Umfang des Gehäuses vorgesehenen kreiszylindrischen Körper angeordnet und das im Läufer geführte Ende jedes Flügels in einem die Welle, um die der Läufer exzentrisch gelagert ist, umschließenden Gleitring gelenkig gelagert ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Exzenterwelle mehr Platz bietet zur Unterbringung von Gaszuleitungen, überströmkanälen, Getrieben, und anderen Bauelementen, was eine gedrungene Bauweise ermöglicht. Andererseits ist die Schwungradwirkung der zylindrischen Körper am Umfang des Gehäuses größer und bedeutet daher eine Gewichtsersparnis. In Weiterbildung der Erfindung sind mindestens zwei Flügelpaare vorgesehen, die, bezogen auf die Läuferachse, spiegelbildlich zueinander angeordnet sind, so daß in den Totpunktlagen der Exzenterwelle symmetrische Arbeitsräume entstehen. Jedes Flügelpaar bildet mit dem Gehäuse, dem exzentrisch gelagerten Ring und den Seitenwänden einen Arbeitsraum, während je ein Flügel des Flügelpaares mit einem Flügel des benachbarten Flügelpaares sowie den aus Gehäuse, dem exzentrischen Ring und den Seitenwänden bestehenden Begrenzungen einen Arbeitsraum bildet, der vom ersteren in seiner Gestalt zwar verschieden, in den beiden Totpunkten aber auch symmetrisch ist. Durch die Wahl verschiedener Winkel bezüglich der Verteilung der zylindrischen Körper über den Umfang des Gehäuses und der Flügelenden über den Umfang des Exzenterringes kann das Volumenverhältnis zweier benachbarter Arbeitsräume weitgehend verändert werden, so daß mit dieser einfachen Maßnahme der Maschine die Eigenschaft eines zweistufigen Kompressors, eines Ottomotors, eines Dieselmotors oder eines Höhenmotors gegeben werden kann.
• Bei der praktischen Ausführung der Maschine ist man nicht auf die Benutzung von Ventilen angewiesen, da alle Arbeitsmittelsteuerungen über Einlaß-, Auslaß- und überströmkanäle erfolgen können, die vom Exzenterring in Zusammenarbeit mit der Exzenterachse gesteuert werden. Eine weitere Vereinfachung der Konstruktion besteht darin, daß nennenswerte freie Kräfte nicht -auftreten. Als Steuerorgane können auch die am Umfang des Gehäuses angebrachten kreiszylindrischen Körper benutzt werden.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die Ausführung der Neuerung in Anlehnung an den Gegenstand des Hauptpatents, wie sie als Pumpe vorteilhaft zu verwenden ist, Fig. 2 und 3 das Schema einer Drehkolben-Brennkraftmaschine.
• In Fig. 1 ist das Maschinengehäuse mit 1 bezeichnet. Es rotiert um die feststehende Achse 2. Auf der Achse 2 ist der Exzenter 3 befestigt. Dieser trägt einen Gleitring 4, der mit Lagern für die Flügel 5 versehen ist. Das andere Ende der Flügel s ist in den zylindrischen Körpern 6 drehbar gelagert, die ihrerseits um die Achsen 7 schwingen können. Das Gehäuse 1 und der Gleitring 4 rotieren mit gleicher Winkelgeschwindigkeit um die Achsen 2 bzw. 3. Die Kinematik der dreigelenkigen Flügel sowie die Formänderungen, welche die Arbeitsräume 12 während einer Umdrehung durchlaufen, gehen aus der Darstellung der Fig. 1 hervor. Die Öffnungen 8 in Fig. 1 sind ein Beispiel dafür, wie die Relativbewegung der zylindrischen Körper 6 zum Gehäuse 1 als Steuerorgan für die Arbeitsmittel ausgenutzt werden kann. Gegebenenfalls können die zylindrischen Körper 6 mit Kanälen versehen werden, um Steuerfunktionen über eine ganze Drehung zu übernehmen. Die ganze Maschine ist mit einem Schutzgehäuse 9 umgeben, an dem die Sockel 10 angebracht sind. Die Zwischenräume 11 dienen zur Unterbringung von Zündkerzen, Kühlrippen, Gebläse und Umlenkschaufeln und weiteren Zubehörteilen, die an der Maschine zu befestigen sind und deren Bewegung mitmachen.
• In Fig. 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel für die Paarung zweier Flügel und ihre spiegelbildliche Anordnung gegeben. Das Flügelpaar 5 a zeigt die Stellung im oberen Totpunkt, das Flügelpaar 5 b im unteren Totpunkt des Exzenters. Die zugehörigen Arbeitsräume haben dabei ihr kleinstes bzw. größtes Volumen. In Fig. 3 sind die sich drehenden Teile um 90° versetzt gezeigt, so daß jetzt die Nachbararbeitsräume ihre obere und untere Totpunktlage einnehmen. Ein Vergleich der Fig. 2 und 3 zeigt, daß die von den Paaren 5 a und 5 b begrenzten Arbeitsräume 12a kleiner sind als die von je einem Flügel von 5a und 5 b begrenzten Arbeitsräume 12 a b. Diese Verschiedenheit wird erreicht durch die Anordnung der Flügellager im Gleitring 4 bei verschiedenen Winkeln a und ß. Außerdem kann das Volumen der Arbeitsräume durch die Wahl der Teilkreisanordnung der zylindrischen Körper 6 im Gehäuse 1 beeinflußt werden. Im Fall des Ausführungsbeispiels der Fig. 2 und 3 sind die Arbeitsräume 12a Brennkammern, die Arbeitsräume 12 a b arbeiten dagegen als Ladepumpen. Die Frischluft wird durch die Achse 2, einen Luftkanal im Exzenter 3 und einen Steuerschlitz in Gleitring 4 dem jeweils sich vergrößernden Arbeitsraum 12 a b zugeführt. Von hier aus gelangt die Frischluft, nachdem sie vorverdichtet ist, durch einen Überleitkanal in den nachfolgenden Brennraum 12a. Nach Einleitung der Verbrennung im oberen Totpunkt und nachfolgender Ausdehnung bis zum unteren Totpunkt hat die Brennkammer 12a einen Arbeitstakt nach dem Zweitaktverfahren ausgeführt und erhält bei der nächsten halben Umdrehung eine neue Frischluftladung zugeführt, welche in bekannter Weise den Rest der verbrannten Gase aus der Brennkammer entfernt. In Fig. 2 erfolgt in der kleinen Brennkammer 12a Zündung. Die sich vergrößernde Kammer 12 a b saugt Frischluft oder Gasgemisch an. Die große Brennkammer 12a hat ihre Expansion gerade beendet. Die sich verkleinernde Ladekammer 12 a b verdichtet Frischluft oder Gemisch vor.
• In der um 90° fortgeschrittenen Darstellung der Fig. 3 befindet sich die Brennkammer 12a, die sich vergrößert, mitten in ihrem Arbeitstakt. Die große Ladekammer 12 a b hat ihren Ansaugtakt beendet. Die Brennkammer 12a, die sich verkleinert, steht über dem überströmkanal mit der kleinsten Ladekammer 12 a b in Verbindung und erhält von dort die vorkomprimierte Frischluftladung. Bei weiterer Drehung gelangt die frisch geladene Brennkammer 12a wieder zum oberen Totpunkt, um dort einen neuen Arbeitstakt einzuleiten. Um die Zeichnung übersichtlich zu halten, wurde auf Einzeldarstellungen der aus der Praxis genügend bekannten Zünd-, Vergaser-, Einspritz- und Belüftungseinrichtungen verzichtet.
• Es besteht natürlich die Möglichkeit, den hier beschriebenen Zweitaktmotor im Viertaktverfahren arbeiten zu lassen. Dies setzt Arbeitskammern gleicher Form voraus, wie sie in Fig. 1 schematisch dargestellt sind. Hierbei ist aber für jeden Gaswechsel ein ganzer Takt erforderlich, was eine Komplizierung der Maschinenkonstruktion durch Ventile bedeutet, die mit halber Frequenz der Maschinendrehzahl arbeiten müssen.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Drehkolbenmaschine mit einem zylindrischen Gehäuse, in dem ein am Umfang mit Flügeln versehener Läufer achsparallel und exzentrisch gelagert ist, wobei Gehäuse und Läufer sich mit gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen und an jedem im Gehäuse und im Läufer schwenkbar gelagerten Flügel ein eine Flügelbewegung zwischen dem Gehäuse und dem Läufer zulassendes Zwischengelenk vorgesehen ist, nach Patentanmeldung V 20 0031a / 14b, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischengelenk je an einem am Umfang des Gehäuses (1) vorgesehenen kreiszylindrischen Körper (6) angeordnet und das im Läufer geführte Ende jedes Flügels (5) in einem die Welle (3), um die der Läufer exzentrisch gelagert ist, umschließenden Gleitring (4) gelenkig gelagert ist.
2. 2. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens zwei Flügelpaare, die, bezogen auf die Läuferachse, spiegelbildlich zueinander angeordnet sind.
3. 3. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kreiszylindrischen Körper (6) über dem Umfang des Gehäuses (1) und die Endflügelgelenke über dem Umfang des Gleitringes (4) ungleichmäßig verteilt sind.
4. 4. Drehkolbenmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kreiszylindrischen Körper (6) als Steuerorgane für das Arbeitsmittel dienen.