DE1526392C - Innen- und parallelachsige Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit Kämmeingriff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine innen- und parallelachsige Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit Kämmeingriff, mit am Mantel angeordneten Dichtleisten und mit einem Kolben, dessen Umfang eine durch zwei teilbare Anzahl von achsnahen Zonen aufweist und welcher zwischen zwei aufeinanderfolgenden achsnahen Zonen sowohl mit einer Einlaßais auch mit einer Auslaßsteueröffnung versehen ist, die über im Kolben befindliche Kanäle mit Ein- und Auslaßöffnungen verbunden sind, die sich in den Stirnflächen des Kolbens befinden.

Eine solche Rotationskolben-Brennkraftmaschine ist aus der französischen Patentschrift 1 425 656 bekannt.

Es ist ferner bekannt (deutsche Auslegeschrift 1153 207), bei einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine anderer Bauart eine Maschine aus mehreren gleichen Grundelementen zusammenzusetzen. Dabei ist eine Exzenterwelle mit mehreren Exzentern vorgesehen, die in Drehrichtung zueinander versetzt sind und voneinander unabhängige Kolben tragen.

Bei derartigen Rotationskolben-Brennkraftmaschinen treten wesentliche Dichtungsprobleme zwischen den Abführungskanälen und ölführenden Kanälen auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine der eingangs beschriebenen Art, den Aufbau der Maschine hinsichtlich der Abführung der heißen Abgase mit einfachen Mitteln so zu gestalten, daß diese nicht in die ölführenden Räume eindringen können und zur Beeinträchtigung der Schmierung führen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Grundform der Maschine zwei voneinander getrennte, auf einem gemeinsamen Exzenter gelagerte Kolben aufweist, deren Auslaßöffnungen einander zugewandt sind und in einem gemeinsamen ringförmigen, zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten der Kolben befindlichen Sammelraum münden, der radial außerhalb eines die Exzenterwelle dichtend umgebenden Zwischenringes Hegt, durch den die Kolben miteinander verbunden sind.

Der erfindungsgemäße Vorschlag gewährleistet eine zentrale Sammlung der Abgase, die vom Triebwerksraum vollkommen getrennt und gegenüber der Exzenterwelle leicht abgeschirmt werden kann. Die Abdichtung der Exzenterwelle gegen Abgase erfolgt gemäß der Erfindung durch einen die Exzenterwelle umgebenden Zwischenring zwischen den beiden Kolben.

Von besonderem Vorteil ist es bei einer Ausgestaltung der Erfindung, wenn der Zwischenring die beiden Kolben drehkraftschlüssig miteinander verbindet. Diese Maßnahme gestattet es, das bei der jMaschina notwendige Synchronisiergetriebe einfacher zu bauen und die Kräfte symmetrisch zu verteilen. Zur Abschirmung der Exzenterwelle gegen die heißen Abgase kann der Zwischenring zwischen den beiden Kolben mit einer Wärmeisolation oder mit einem Hohlraum zwecks Kühlung oder mit beiden versehen werden.

Da die Auslaßöffnungen aller Brennkammern in einen gemeinsamen Abgassammeiraum einmünden, ist es bei Mehrfachmaschinen notwendig, darauf zu achten, daß sich die Auspuffe gegenseitig nicht stören. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung, die eine gegenseitige Störung der Auslässe der beiden Kolben vermeidet, werden hierzu in den gemeinsamen Abgassammelraum Mittel eingebaut. Solche Mittel sind . beispielsweise eine mittig angeordnete Labyrinthdichtung, welche den Abgassammelräum in zwei Räume unterteilt, wobei es lediglich Aufgabe der Labyrinthdichtung ist, die gegenseitigen Druckstöße abzufangen. Die Labyrinthdichtung hat nicht, die Aufgabe einer Dichtwirkung im üblichen Sinne, weil auf beiden Seiten desselben Abgas vorhanden ist.

Im Rahmen der Erfindung ist es durchaus möglich, daß mehrere der erfindungsgemäßen Grundeinheiten auf einer Maschinenwelle sitzen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden. Es zeigt
Abb. 1 einen Längsschnitt durch eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine mit Kämmeingriff,

A b b. 2 einen Querschnitt durch die in der A b b. 1 dargestellte Kreiskolben-Brennkraftmaschine und

A b b. 3 in einem vergrößerten Maßstab Einzelheiten über eine andere Ausführungsform des Ab-

ao gassammelraumes.

Die in den Zeichnungen gleichen Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die A b b. 1 zeigt eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine mit zwei Kolben 1. Das Profil der Kolben ist

as durch eine Epitrochoide bestimmt. Dementsprechend verläuft das Profil des Mantels 2 nach der äußeren Hüllkurve der Epitrochoide (Abb. 2). In die Bohrungen der Kolben 1 sind Laufbuchsen 3 eingesetzt, mit denen sie auf einem gemeinsamen Exzenter 4 gelagert sind. Die beiden Kolben 1 sind durch einen die Exenterwelle 4 mit Spiel umgebenden Zwischenring 5 drehkraftschlüssig verbunden.

Die durch die äußere Umfangsfläche 6 der Kolben 1 bestimmte Mantelinnenfläche7 (Abb. 2) bildet zusammen mit der äußeren Umfangsfläche 6 der Kolben 1 jeweils fünf Arbeitsräume 8, 9, .10, 11 und 12, die wiederum jeweils mit einem Brennraum 13 verbunden sind, in den eine Brennstoffeinspritzdüse 14 einmündet.

Die Kreiskolben-Brennkraftmaschine arbeitet im Viertaktverfahren. Die Steuerung des Ladungswechsels geschieht durch Einlaßsteueröffnungen 15 und Auslaßsteuerungen 16, die hier auf ein- und demselben Umfangsbogen des Kolbens zwischen zwei achsnahen Zonen 17 und 18 liegen, in dem die Steuer-Öffnungen entsprechend der Kolbenbewegung die radial wirkenden Dichtleisten 19 überlaufen. Die Dichtleisten 19 sitzen in besonderen Dichtleistenträgern 20 des Gehäuses I.

Die Einlaßsteueröffnungen 15 und die Auslaßsteueröffnungen 16 sind über im Kolben I befindliche Kanäle 21 bzw. 22 od. dgl. mit einer Einlaßöffnung 23 bzw. Auslaßöffnung 24 verbunden.

Aus A b b. 1 ist ersichtlich, daß sich die Einlaß-Öffnung 23 auf der einen Stirnfläche des Kolbens 1 und die Auslaßöffnung 24 auf der anderen Stirnfläche des Kolbens 1 befindet.

Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende: Die dargestellte Stellung des Kolbens 1 entspricht für den Arbeitsraum 8 der.Stellung im oberen Totpunkt. Der Kolben 1 hat zuvor die Verbrennungsluft verdichtet, so daß im Arbeitsraum 8 die Verbrennung vonstatten gehen kann, indem die Brennstoffeinspritzdüse 14 den Brennstoff in den mit dem Arbeitsraum 8 verbundenen Brennraum 13 einspritzt. Durch den Einlaßkanal 21, der mit dem Arbeitsraum 9 in offener Verbindung steht, wird Verbrennungsluft angesaugt, während die Abgase durch den Auslaßkanal 22 aus

dem Arbeitsraum 10 ausgeschoben werden. Entsprechend der eingezeichneten Drehrichtung für den Kolben 1 vergrößert sich der Arbeitsraum 9, wogegen sich der Arbeitsraum 10 verkleinert. Wenn die Auslaßsteueröffnung 16, die die in Drehrichtung folgende Dichtleiste 19 überläuft, ist der Auslaßvorgang beendet. Etwa gleichzeitig ist der Einlaßvorgang für den Arbeitsraum 9 beendet, weil die Einlaßsteueröffnung 15 ebenfalls die in Drehrichtung folgende .Dichtleiste 19 überläuft. Durch den Abstand der Einlaß- und Auslaßsteueröffnungen 15 und 16 können die Steuerzeiten beliebig verändert werden. Sobald der Arbeitsraum 8 mit dem Auslaßkanal 22 in Verbindung kommt, beginnt für den Arbeitsraum 8 der Auslaßtakt, für den Arbeitsraum 9 dagegen der Verdichtungstakt, für den Arbeitsraum 10 der Einlaßtakt. In der beschriebenen Art folgen für alle Arbeitsräume Einlaß, Verdichtung, Verbrennung mit Expansion und Auslaß in einer dem Vierteltaktverfahren entsprechenden Weise aufeinander.

Die Maschine hat die Besonderheit, daß die Grundform derselben, wie schon beschrieben, zwei Kolben 1 aufweist, deren Auslaßöffnungen 24 einander zugewandt sind. Dabei münden die Auslaßöffnungen 24 der beiden Kolben 1 in einen gemeinsamen Abgassammeiraum 25 (A b b. 1). Die Exzenterwelle 4 ist gegen die heißen Auspuffgase durch den Zwischenring 5 abgeschirmt, die eine Wärmeisolation 26 und einen Hohlraum 27 zwecks Kühlung aufweist. An den Abgassammeiraum 25 ist eine Auspuffleitung 28 angeschlossen.

Die notwendigen Getriebe zur kinematischen Lenkung der Kolben 1 sind auf den Außenseiten der Kolben 1 angeordnet. Sie bestehen jeweils aus einem mit dem Kolben verbundenen außenverzahnten Zahnrad 29 und einem ortsfesten innenverzahnten Zahnrad 30.

Der Einlaß zu den beiden Kolben 1 erfolgt jeweils durch eine Einlaßleitung 31 in den Lagerdeckeln 32 für die Exzenterwelle 4. An die Lagerdeckel 32 schließen sich die äußeren Seitenteile 33 an, die die Seitenabdichtungen 34 enthalten. Die inneren Seitenscheiben werden durch die den Abgassammelkanal 25 umschließenden Wandungen gebildet. Sie enthalten ebenfalls Seitenabdichtungen 34.

Zwischen den Lagerdeckeln 32 und den Seitenteilen 33 befindet sich jeweils ein Ringraum 35, der die Einlaßöffnungen 23 mit den Einlaßleitungen 31 verbindet. Die Ringräume 35 sind durch Labyrinthdichtungen 36 gegenüber den Zahnrädern und Lagerangen der Maschine abgedichtet.

Selbstverständlich können auch mehrere Grundeinheiten von je zwei Kolben auf einer Exzenterwelle angeordnet sein. Dadurch ist es möglich, gegenüberliegende Einlasse in ähnlicher Weise zusammenzufassen, wie es erfindungsgemäß mit den Auslässen geschieht.

Die A b b. 3 zeigt eine Maschine gemäß A b b. 1 mit einer, anderen Ausführungsform des Abgassammeiraumes. Bei ihr· ist jedoch Vorsorge getroffen, daß sich die Abgasströmungen durch die Auslaßöffnungen 24 gegenseitig nicht stören. Aus diesem Grunde ist der Abgassammeiraum für den Auslaß durch eine mittig angeordnete Labyrinthdichtung 38 in zwei Räume 39 und 40 unterteilt. Die Wirkung der Labyrinthdichtung kann auch dadurch erzielt werden, daß der Sammelraum im Bereich der Auslaßöffnungen durch eine einfache umlaufende Scheibe unterteilt ist.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Innen- und parallelachsige Rotationkolben-Brennkraftmaschine mit Kämmeingriff, mit am Mantel angeordneten Dichtleisten und mit einem Kolben, dessen Umfang eine durch zwei teilbare Anzahl von achsnahen Zonen aufweist und welcher zwischen zwei aufeinanderfolgenden achsnahen Zonen sowohl mit einer Einlaß- als auch mit einer Auslaßsteueröffnung versehen ist, die über im Kolben befindliche Kanäle mit Ein- und Auslaßöffnungen verbunden sind, die sich in den Stirnflächen des Kolbens befinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundform der Maschine zwei voneinander getrennte, auf einem gemeinsamen Exzenter (4) gelagerte Kolben (1) aufweist, deren Auslaßöffnungen (24) einander zugewandt sind und in einen gemeinsamen ringförmigen, zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten der Kolben (1) befindlichen Sammelraum (25) münden, der radial außerhalb eines die Exzenterwelle (4) dichtend umgebenden Zwischenringes (5) liegt, durch den die Kolben (1) miteinander verbunden sind.

2. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring (5) die beiden Kolben (1) drehkraftschlüssig miteinander verbindet.

3. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring (5) zwischen den beiden Kolben (1) vorzugsweise zur Abgasseite hin mit einer Wärmeisolation (26) und/oder zur Kühlung mit einem Hohlraum (27) versehen ist.

4. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abgassammeiraum (25) Mittel vorgesehen sind, die eine gegenseitige Störung der Auslässe der beiden Kolben (1) vermeiden.

5. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgassammeiraum (25) durch eine mittige senkrecht zur Exzenterachse verlaufende Labyrinthdichtung (38) in zwei Räume (39, 40) unterteilt ist.

6. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgassammeiraum (25) im Bereich der Auslaßöffnungen (24) durch eine umlaufende, mit dem Zwischenring .verbundene Scheibe unterteilt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen