DE244426C

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Publication number: DE244426C
Application number: DENDAT244426D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 244426 KLASSE 46 a. GRUPPE

Explosionskraftmaschine mit kreisenden Zylindern.

Patentiert im Deutschen Reiche vom I.Juli 1910 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Explosionskraftmaschine mit kreisenden Zylindern. Der Zweck der Erfindung ist, eine Maschine dieser Art zu schaffen, welche einfach in der Konstruktion ist und welche eine maximale Leistung bei verhältnismäßig kurzem Kolbenhub hervorbringt. Die Maschine gemäß der Erfindung besteht aus einer Anzahl von zusammenhängenden Teilen, welche jederzeit zueinander

ίο ausbalanziert sind und welche derart ausgebildet sind, daß die Expansionskammer kleiner . ist, als das durch den Kolbenhub bestimmte Volumen. Ferner wird bei der neuen Maschine ein größeres Volumengemisch angesaugt als bei den bekannten Maschinen, bei denen nur der Kolben zum Ansaugen des Gemisches dient.

Gemäß der Erfindung bewegt sich in einem äußeren Zylinder ein zweiter innerer Zylinder, und ist der innere Zylinder mit der Kurbelwelle so verbunden, daß er sich im äußeren Zylinder mit einer geringeren Geschwindigkeit, als der Kolben vorwärtsbewegt, und die Kurbel sich in demselben Sinne und zweimal so schnell dreht als die Zylinder.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Maschine gemäß der Erfindung veranschaulichen die Zeichnungen.

Fig. .1 ist ein horizontaler Längsschnitt durch die neue Maschine. Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1. Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig.-i. Fig. 4 veranschaulicht einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 1 in einem größeren Maßstabe. Fig. 5 ist eine schaubildliche Ansicht von vier zusammenarbeitenden Kolben. Fig. 6 ist eine Seitenansicht der ganzen Maschine, teilweise im Schnitt und in einem kleineren Maßstabe. Fig. 7 ist ein Schnitt nach der Linie 7-7 der Fig. 1. Die Fig. 8 und 9 sind gleiche Schnitte wie die Fig. 2 und veranschaulichen zwei andere Lagen der Zylinder und Kolben. Die Fig. 10 und 11 sind gleiche Schnitte wie die Fig. 8 und 9 und zeigen die einzelnen Teile nach weiteren zwei Vierteldrehungen.

Die beweglichen Teile der rotierenden Maschine sind auf einem Träger 1 angeordnet, welche an den gegenüberliegenden Seiten mit den verbreiterten Teilen 2 versehen ist, in welchen die Lager 3 für die Zylinder angebracht sind, welche Lager entweder einen Teil des Maschinengestelles bzw. Trägers 1 bilden oder an diesem letzteren starr befestigt sein können. Diese Lager 3 sind mit seitlichen Luftkanälen 4 versehen, um eine freie Zirkulation der Luft durch das Kurbelgehäuse zu ermöglichen. An dem einen Ende ist das Gestell bzw. der Rahmen 1 mit einem Stutzen 5 zur Verbindung mit dem Karburator oder einer anderen geeigneten Quelle für den gasförmigen Brennstoff versehen. Das Gestell 1 besitzt Kanäle 6, welche von dem Stutzen 5 aus nach entgegengesetzten Richtungen abzweigen und in segmentartige, in den Teilen 2 angeordnete Kammern 7 münden (Fig. ι und 4).

Die Maschine kann mit mehreren Zylindern ausgerüstet sein, welche so angeordnet sind, daß sie sich gegenseitig ausbalanzieren. Selbstverständlich können zwei, vier oder mehrere Zylinder . vorgesehen sein. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier äußere A, B, C, D vorgesehen, welche rechtwinklig zueinander angeordnet sind, und von denen je ein Paar in

derselben Längsrichtung liegt (s. Fig. 6). Die Zylinder sind zwecks gleichzeitiger Rotation durch ein zweiteiliges Gehäuse miteinander verbunden. Der eine Teil des Gehäuses 8 ist in Fig. ι veranschaulicht. Dieses Gehäuse ist an den gegenüberliegenden Seiten mit ringförmigen Flanschen 8^a versehen, durch welche das Öffnen und Schließen der Kammern geregelt wird, wenn die Zylinder rotieren. Diese Flanschen

ίο stützen sich gegen die inneren Flächen der Teile 2 des Gestelles ι (s. Fig. i). Die sämtlichen äußeren Zylinder A, B, C und D sind mit einem Brennstoffzuführungskanal 9 versehen (Fig. 1, 4 und 6). Diese Kanäle führen von den Flanschen 8^a nach auswärts zu den Einlaßöffnungen 10 (Fig. 1 und 4). Jeder äußere Zylinder ist ferner mit einer Reihe von Auslaß-Öffnungen 11 versehen, welche in Bezug auf die Einlaßöffnungen 10 etwas versetzt angeordnet sind und mit Auslaßkanälen 12 in Verbindung stehen. Diese Auslaßkanäle 12 werden durch Röhren gebildet, welche mit den äußeren Zylindern verbunden und mit einem nach rückwärts ragenden Ende versehen sind, um das Aussaugen der verbrauchten Gase dieser Zylinder zu unterstützen, wenn diese rotieren.

Die sämtlichen äußeren Zylinder enthalten innere Zylinder A¹, B¹, C¹ und D¹. Diese inneren Zylinder sind so angeordnet, um in ihren zugehörigen äußeren Zylindern eine geradlinige Hin- und Herbewegung auszuführen. Diese inneren Zylinder enthalten Arbeitskolben A", B", C" und D", deren Stangen unmittelbar mit den Kurbelzapfen 13 einer Kurbelwelle 14 verbunden sind. Die Kurbeln dieser Wellen sind zueinander um 180 ° versetzt, und die Welle 14 ist in dem Lager 3 exzentrisch angeordnet. Die Exzentrizität dieses Lagers 3 für die äußeren Zylinder und die Kurbelwelle ist genau gleich dem Kurbelradius.

. Da die Kolbenstange im Kolben befestigt ist, müssen sich Kolben und Zylinder in derselben Richtung drehen. Wie aus den Fig. 8 und 10 ersichtlich ist, hat nach einer Drehung der Zylinder um 90 ° die Kurbelwelle sich um 180° gedreht. . Es dreht sich also die Kurbelwelle bei einer Umdrehung der Zylinder zweimal. Jeder innere Zylinder ist an seinem äußeren Ende mit einem Zündstift 15 versehen, welcher nach der Vollendung der Auswärtsbewegung des inneren Zylinders mit einem Kontaktstück 16 in Berührung kommt, um den Zündstrom zu schließen. An den äußeren Enden der inneren Zylinder sind ferner selbständig wirkende Ventile 17 vorgesehen, durch welche die Verbindung zwischen dem Innenraum der inneren Zylinder und dem Innenraum der äußeren Zylinder geregelt wird.

Um die notwendige Bewegung der inneren Zylinder in den äußeren Zylindern zu erzielen, sind die inneren Zylinder eines in gleicher Richtung liegenden Paares durch ein Joch 18 verbunden, welches an den gegenüberliegenden Enden der inneren Zylinder angeordnet ist. Diese Joche bilden Führungen für Kreuzköpfe oder Blöcke 19, welche an der Kurbelwelle 14 angebracht sind (s. Fig. 1, 2 und 3). Durch diese Blöcke 19 werden die inneren Zylinder gedreht. Am Ende eines Kolbenhubes hat sich der Kolben genau um dieselbe Strecke in Bezug auf den Deckel des inneren Zylinders bewegt, wie der Deckel des letzteren in Bezug auf den Deckel des äußeren Zylinders, und zwar in diese Strecke genau gleich der Hubgröße. Die Exzentrizität der Lager für die äußeren Zylinder und für die inneren Zylinder wirkt wie eine Kurbel, und durch diese Wirkung wird die Bewegung der inneren Zylinder in den äußeren Zylindern bedingt.

Die Fig. 8 zeigt den Beginn des Hubes des Kolbens und inneren Zylinders im Zylinder C und das Ende des Hubes des Kolbens und inneren Zylinders im Zylinder D. Fig. 9 zeigt eine Vorwärtsbewegung des äußeren Zylinders C um 45 ° und eine Vorwärtsbewegung der Kurbelwelle um 90 °. Fig. 2 bzw. Fig. 10 veranschaulichen den Zylinder C um 90 ° und die Kurbelwelle um 180 ° vorgerückt, wobei die im äußeren Zylinder D komprimierte Ladung in den inneren Zylinder D¹ eingeführt wird, während im Zylinder C die Ladung entzündet worden ist und mit ihrer Expansion arbeitet. Die Fig. 11 veranschaulicht die Lage der Zylinder nach einer weiteren Vierteldrehung in Bezug auf die Lage gemäß der Fig. 10.

Die inneren Zylinder wirken ähnlich wie die Kolben von Hebepumpen. Diese inneren Zylinder ziehen die frische Ladung ein, bewirken aber nicht eine Kompression. Die Kompression findet zwischen dem Kolben und dem Deckel des äußeren Zylinders statt. Die Ladung tritt durch das Ventil in den inneren Zylinder, wenn sich der Deckel des inneren Zylinders dem Deckel des äußeren Zylinders nähert. Alsdann wird die Ladung entzündet, so daß der Kolben nach vorwärts bewegt wird (Fig. 9). Gleichzeitig bewegt sich auch der innere Zylinder nach vorwärts, wobei das Ventil sich schließt, so daß die Expansion der entzündeten Ladung zwischen dem Kolben und dem Deckel des inneren Zylinders zur Wirkung kommt (Fig. 9 bis 11). Gleichzeitig wird zwischen dem Deckel des inneren Zylinders und des äußeren Zylinders ein teilweises Vakuum erzeugt, welches alsdann zum Einsaugen einer frischen Ladung dient, die in den Raum zwischen den Deckeln des inneren und äußeren Zylinders tritt. Bei der entgegengesetzten Bewegung der Kolben und des inneren Zylinders wird das Ventil durch die frische Ladung wieder geöffnet, worauf eine Kompression der Ladung zwischen dem Kolben und dem Deckel des äußeren Zylinders statt-

findet. Diese Wirkungsweise soll nachstehend mit Rücksicht auf die Zylinder A, B, A¹ und B¹ erklärt werden.

In dem äußeren Zylinder A (Fig. i) ist die Ladung komprimiert, und wird die Ladung gerade entzündet. Zur gleichen Zeit wird durch den Kanal 9 eine frische Ladung in den äußeren Zylinder B und hinter das äußere Ende des inneren Zylinders B¹ geführt. Wenn die Ladung in dem inneren Zylinder A¹ entzündet wird, wird der Kolben A" in dem inneren Zylinder A¹ nach vorwärts gehen, während sich dieser Zylinder A¹ gleichzeitig selbst nach vorwärts bewegt. Wenn der Kolben A" bei dieser Vorwärtsbewegung eine Stelle nach der Hilfsauslaß Öffnung 11« erreicht hat, werden die Auslaßöffnungen 11 mit den Auslaßkanälen 12 zusammentreffen, worauf die verbrauchten Gase ausgelassen werden. Gleichzeitig bei dieser Vorwärtsbewegung des Kolbens A" und des inneren Zylinders A¹ wird in dem äußeren Zylinder ein teilweises Vakuum erreicht. Wenn nun bei der weiteren Drehung der Teile der Zuführungskanal 9 erreicht wird, bewirkt das teilweise Vakuum ein Einsaugen einer frischen Ladung .durch diesen Kanal 9, und diese Ladung wird so lange eingelassen, bis die Rückwärtsbewegung des inneren Zylinders A ^x die Öffnung 10 des äußeren Zylinders A abschließt.

Hierauf wird bei der Rückwärtsbewegung des inneren Zylinders A¹ und des Kolbens A" die eingelassene Ladung das Ventil 17 selbsttätig öffnen und in den inneren Zylinder A¹ eintreten. Die Ladung wird nun zwischen dem äußeren Ende bzw. dem Deckel des äußeren Zylinders A und dem Kolben A" komprimiert. Zur gleichen Zeit sind die Auslaß Öffnungen 11 abgeschlossen worden, und die Ladung wird nun, nachdem sie vollkommen komprimiert ist, entzündet.

Bei der rotierenden Kraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß der Erfindung sind die sich drehenden Teile gegenseitig ausbalanziert. Da die Kolben doppelt und in der gleichen Richtung bei jedem zusammenarbeitenden Paar angeordnet sind und mit ihren Stangen unmittelbar an den Zapfen der Kurbelwelle angeordnet sind, werden Kurbelstangen entbehrlich.

Die Kolben arbeiten in den inneren Zylindern, welche ihrerseits in den äußeren Zylindern sich in der gleichen Richtung mit den Kolben, aber mit einer geringeren Geschwindigkeit wie diese bewegen, wodurch die Reibung der Kolben wesentlich vermindert wird. Ein Hauptvorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die explosive Mischung die Kolben und durch diese die Welle antreibt, wobei die Expansionskammer kleiner ist als das durch den Kolbenhub bestimmte Volumen, und zwar infolge der nachfolgenden Bewegung der inneren Zylinder, wenn die Kolben sich nach vorwärts bewegen. Umgekehrt kann der Betrag der explosiven Mischung, welche in den inneren Zylindern aufgenommen wird, gewünschtenfalls mehrere Male größer sein als das durch den Kolbenhub bestimmte Volumen. Da jede Explosion die Kurbelwelle während einer vollständigen Umdrehung antreibt, ausgenommen während jenes Teiles des Hubes, in welchem die Auslaßöffnungen freigelegt sind, so ist erklärlich, daß mit einer doppelten Kurbelwelle und mit vier Zylindern die Welle durch zwei Explosionen ununterbrochen und gleichförmig angetrieben wird, ohne daß irgend ein Geräusch oder eine übermäßige Reibung entsteht, und ohne daß eine Ausbalanzierung oder ein Schwungrad notwendig ist.

Claims

Patent-Anspruch:

Explosionskraftmaschine mit kreisenden Zylindern, dadurch gekennzeichnet, daß in dem äußeren Zylinder ein zweiter innerer Zylinder sich bewegt, und dieser innere Zylinder mit der Kurbelwelle so verbunden ist, daß er sich im äußeren Zylinder mit einer geringeren Geschwindigkeit als der Kolben vorwärtsbewegt, und die Kurbel sich in demselben Sinne und zweimal so schnell dreht als die Zylinder.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.