DE938224C

DE938224C - Drehkolbenmaschine, insbesondere Drehkolben-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE938224C
Application number: DESCH11024A
Authority: DE
Inventors: Walter Scheffel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-11-18
Filing date: 1952-11-18
Publication date: 1956-01-26

Description

Drehkolbenmaschine, insbesondere Drehkolben-Brennkraftmaschine Drehkolbenmaschinen mit ellipsenähnlichenDrehkolben sind bekannt, doch werden bei den bekannten Konstruktionen die Drehkolben von einem geschlossenen Gehäuse dicht umgeben, und es besteht zwischen den einzelnen Drehkolben selbst sowie auch zwischen den Drehkolben und dem umgebenden Gehäuse berührende Abdichtung, wodurch nicht nur Schwierigkeiten und hoher Verschleiß durch die hohe Reibungsgeschwindigkeit entstehen, sondern auch eine praktische Verwendung wegen thermischer Schwierigkeiten bisher nicht möglich wurde, weil eine einfache zuverlässige Kühlung der zu hohen Temperaturen gelangenden Drehkolben nicht möglich ist. Die bekannten Konstruktionen besitzen symmetrisch ausgebildete Drehkolben, die zu den beiden pro Umdrehung erfolgenden Verdrängungszeiten bzw. höchsten Verdichtungszeitpunkten, jeweils das gleiche Volumen verdrängen bzw. den gleichen Verdichtungsdruck erreichen, während erfindungsgemäß die Drehkolben symmetrisch als auch unsymmetrisch ausgebildet sein können oder Abflachungen und axiale Verdrehungen enthalten wie auch aus mehreren Teilen axial aufgereiht und v erdehbar sich ausbilden lassen, um wahlweise das Volumen vollständig zu verdrängen oder zugleich mittels derselben Drehkolben einen Verbrennungsraum mit richtunggebenden Angriffsflächen zur Erzeugung eines Drehmomentes bilden zu lassen. Die Abdichtung zwischen den Drehkolben gegeneinander sowie zwischen den Drehkolben und den Gehäusewänden kann durch eine Labyrinthabdichtung, wie solche Abdichtung bei. Drehkolbenmaschinen schon bekannt ist, erreicht werden. Die Steuerung der verschiedenen anwendbaren Arbeitsvorgänge läßt sich durch Kanäle und Öffnungen in den Drehkolben und Seitenwänden ohne jeglichen zusätzlichen Steuermechanismus erreichen.
Die Erfindung besteht nach Abb. I aus mehreren parallel gekuppelten Wellen gleicher Drehrichtung Al bis-A9, die je einten oder mehrere ellipsenähnlich geformte Drehkolben Bi bis B9 tragen. Beiderseits der Drehkolben liegen nach Abb. II die Wände C1 bis C2, worin die Wellen A1 bis A9 gelagert sind. Diese Wände sind nicht als geschlossenes Gehäuse zu betrachten, da diese in radialer Richtung die Drehkolben Bi bis B9 nicht dicht umschließen. Die jeweils zwischen vier Drehkolben entstehenden, sich durch die Drehung im Volumen. verändernden Räume D1 bis D4 werden seitlich durch die Gehäusewände abgeschlossen.. Die in Abb. I gezeigte Anordnung der Wellen mit Drehkolben und den dadurch entstehenden Verbrennungsräumen ist radial. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit einer axialen Anordnung mehrerer einzelner i)rehkolbengruppen oder bereits radial zusammengefaßter Drehkolbengruppen hintereinander: Die Drehkolben Bi bis B9 bilden während der gegenseitigen Abwälzung nach Abb. I vier Verbrennungsräume, die sich jeder in einer anderen Phase der Arbeitsweise befindet. Man könnte diese auch Arbeitstakte bezeichnen, wenn man dies ähnlich der .gebräuchlichen Kolbenmaschinen als Viertaktarbeitsweise demonstriert. Bei einer Umdrehung wird jeder dieser vier Räume D1 bis D4 zweimal verkleinert, d. h., es wird einmal verdichtet und einmal ausgestoßen, und zweimal vergrößert, d. h., es wird einmal angesaugt und einmal expandiert. Somit bewirken diese in Abb. I gezeigten neun Drehkolben bei einer Umdrehung vier Expansions- bzw: Krafttakte. Der Drehkolben Bi wird von einer Hohlwelle getragen, die über den im Drehkolben Bi vorgesehenen Kanal Ei in den Verbrennungsraum D1 mündet, der sich gerade erweitert und- somit durch die Hohlwelle Al Frischluft bei Einspritzverfahren oder Kraftstoff-Luft-Gemisch ansaugt. Es können auch mehrere oder alle Drehkolben zur Steuerung mit entsprechenden Kanälen versehen werden. Im Zentrum der Verbrennungsräume D1 bis D4 werden von den Gehäusewänden die Zündkerzen bzw. Einspritzdüsen EZ getragen. Die Drehkolben Bi bis B9 sind an den Enden, die niach -Abb. III jeweils zusammentreffen und gerade die Abgase ausgestoßen haben, um wieder neuen Raum bzw. Vakuum zu bilden und Frischgas anzusaugen, nahezu spitz ausgebildet, so daß alle verbrannten Gase vollständig ausgestoßen werden. Die verbrannten Gase werden durch die in den Drehkolben B2, B4, -B6, B8 vorgesehenen Kanäle F, die in Auslaßschlitze G in den Wänden C münden und dann weiter zur Abgasleitung zusammengefaßt werden, ausgestoßen. Durch unsymmetrische Abflachung der Kolben lassen sich die verbrannten Gase auch direkt, ohne besondere Kanäle und Schlitze zu passieren, nach außen leiten, wodurch auch thermischen Schwierigkeiten vorgebeugt ist. Während der Drehkolben Bi von den durchströmenden Frischluftmengen bzw. Brennstoff-Luft-Gemisch gekühlt wird, werden die Drehkolben B2 bis B9 von außen durch ein Gebläse mit Kühlluft bestrichen. Diese eingeblasene Kühlluft wird zusammen mit den austretenden verbrannten Gasen in einer radial um die Drehkolben liegenden, weit bemessenen Leitung oder einem Gehäuse aufgenommen und dann durch die nachdruckende Kühlluft parallel oder zusammen mit der Abgasleitung abgeführt. Während des Abwälzweges der Drehkolben untereinander treffen sich je Umdrehung zweimal vier Kolbenenden im Zentrum der Verbrennungsräume, und zwar so; daß sich die nahezu spitz ausgebildeten Enden zwischen Ausstoß- und Ansaugtakt, ohne einen Raum zu belassen, treffen bzw. dicht aneinander vorbeigehen und dann wiederum zwischen Verdichtungs- und Expansionstakt; jedoch mit dem Unterschied, daß diese Kolbenenden so- ausgebildet sind, - daß ein entsprechender Raum zur Aufnahme der Verbrennungsgase bleibt. Nach Abb. IV können die Drehkolben in ihrer ellipsenähnlichen Form mit einem Teil der Kolbenbreite so weit eine Verdrehung in axialer Richtung oder Knickung aufweisen, daß sich für den höchsten Verdichtungsmoment bzw. Verbrennungsmoment bereits wieder richtunggebende Angriffsflächen bilden, indem die kleineren voreilenden Teile der Drehkolbenbreite den sogenannten Verbrennungspunkt bereits passiert haben, während die zurückbleibenden größeren Teile der Kolbenbreite mit ihrer größeren Verdrängung den Verbrennungspunkt und zugleich höchsten Verdichtungsgrad erreicht haben. Zu. diesem Zeitpunkt erfolgt die Verbrennung; so daß der Verbrennungsdruck bereits auf einen Teil der Drehkolben mit günstigen richtunggebenden Angriffsflächen ein Drehmoment mittels des größtmöglichen Hebelarms bewirken kann. Bei Nutzung dieses Vorteils werden die Drehkolben an ihren die- Verdichtung und Kraftabgabe bewirkenden Enden so ausgebildet, daß nicht nur ein Teil in seiner ellipsenähnlichen Form axial verdreht ist bzw. voreilt, sondern auch innerhalb der die Kolbenenden bildenden Kanten verschiedene Breite und damit keine winklige Gerade mehr zur Drehkolbenseite bildet, um ausreichende Strömungsräume zwischen dem voreilenden kleinen Teil und dem später verdichtenden größeren Kolbenteil zu erhalten. Die Form der Drehkolben kann zu .diesem Zwecke auch so ausgebildet sein, daß diese Kolbenenden am äußeren Radius axial eine spinal-, wellen- oder stufenförmige Ausbildung zeigen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Drehkolbenmaschine, insbesondere Drehkolben-Brennkraftmaschine, mit parallel gekuppelten Wellen gleicher Drehrichtung, auf denen sich ellipsenähnlich geformte Drehkolben gegenseitig so abwälzen und jeweils von vier Drehkolben ein Arbeits- oder Verbrennungsraum gebildet wird, daß dessen Volumen bei einer Umdrehung viermal verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß fünf weitere Wellen mit Drehkolben so angeordnet sind, daß vier jeweils von vier Kolben gebildete Arbeits- oder Verbrennungsräume entstehen, wobei durch den im Zentrum der vier Arbeits- oder Verbrennungsräume liegenden Drehkolben ununterbrochen das Brennstoff-Luft-Gemisch oder die Frischluft zugeführt wird (Abb. I).
2. Drehkolbenmaschine nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeits- und Verbrennungsräume allein durch die Abwälzung der Drehkolben gebildet werden und sogenannte Gehäuseteile nur in Form beiderseitig parallel zu den Drehkolben abdichtender Wände erforderlich sind (Abb. II) und die radial nach außen frei drehenden Kolben durch Bespülung mit Kühlluft gekühlt werden.
3. Drehkolbenmaschine nach Anspruch r und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ellipsenähnlichen Drehkolben in ihrer Form so unsymmetrisch ausgebildet und in axialer Richtung so ungleiche oder gleichmäßige Verdrehungen oder Knickungen oder Abflachungen aufweisen, daß die bei einer Umdrehung zweimal entstehenden Räume einmal ganz verschwinden und einmal einen von den vier Drehkolben umgebenen, veränderlichen Raum belassen, der zugleich so gerichtete Angriffsflächen der Drehkolben ergibt, daß ein Drehmoment entsteht (Abb.III und IV).
4. Drehkolbenmaschine nach Anspruch i, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung der Drehkolben gegeneinander und zu den Gehäusewänden eine Labyrinthabdichtung mit Zahnrippen verwendet wird. Angezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 657 191; deutsche Patentschrift Nr. 568 q.64.