DE2242967A1 - Umlaufkolben-brennkraftmaschine mit einem oder mehreren kolben - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Umlaufkolben-Brennkraftmaschine mit einem oder mehreren Kolben,die auf einem Rotor symmetrisch verteilt sind,wobei ein zUgeordneter Verdichtungsschieber von einer auf der Rotorachse sitzenden Nockenscheibe über ein einfaches Hebelsystem gesteuert wird und einem federbelasteten Sperrschieber, der die Verdichtungskammer abschließt,wodurch bei Unterdruckstellung des Rotors entsprechend seiner Ausführung das Luft-Gasgemisch durch seitliche Einlaßöffnungen angesaugt wird.
• Brennkraftmaschinen bisheriger Bauart haben den Nachteil,daß: 1. Zu einem Arbeitstakt mehrere vorbereitende Umdrehungen nötit sind.
• 2. Daß Hub-oder auch bekannte Rotationskolben dann vom Verbrennungsdruck des gezündeten Gasgemisches beaufschlagt werden,wenn sie sich bezüglich des Drehmoments in ungünstiger Stellung nahe des OTP befinden,da die auf den Kolben übertragene Arbeitsleistung arst mit weiter zunehmendem restlichen Gasdruck anwächst.
• 3. Daß sie mit einem Kraftstoff betrieben werden müssen,der verunreinigende Verzögerungszusätze enthält.
• Um zu verhindern,daß der-schlagartige Verbrennungsdruck mit dem Kurbelwinkelgraed Null zusammenfällt,müssen Maßnahmen getroffen werden,die die Verbrennung verzögern, um den Maximaldruck einige Grade hinter dem OTP zu verlegen.
• Nur durch ein besonderes Verfahren ist es möglich,Kraft stoffe herzustellen,die für solche Brennkraftmaschinen geeignet sind.
• Diese chemischen Zusatzmittel stellen bekanntlich einen bedeutenden Beitrag zur fortschreitenden Umweltverschmutzung dar,der man durch Entziehung der OZ des Kraftstoffes oder anderer Mittel kaum entgegenzuwirken imstande ist, ohne die Konstruktion grundsätzlich zu ändern.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine herzustellen,die nach Art der Konstruktion 1. Mehrere Arbeitstakte bei ainer Umdrehung so z.B. bei 2 Schiebersystemen und 3 Kolben 6 Arbeitstakte bei 4 Schiebersystemen urid 5 Kolben 20 Arbeitstakte pro Umdrehung leisten.
• 2. Eine vermutlich wirtschaftlichere Energieausnutzung des Verbrennungsgemisches,ohne erhebliche Konstruktionsautwendung ermöglicht,woraus sicn ergibt,daß Brennstoffe ohne Brennverzögerungszusätze und mit geringer OZ verwendet erden müssen,was zu einem bedeutenden Anteil zur Verringerung der Umweltverschmutzun beiträgt.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,daß die Gemischverdichtung nicht von einem kraftübertragenden Kolben,sondern von einem Verdichtungsschieber übernommen wird.
• Der rotierende Kolben,nach seiner Ausführung flankenartig,kann mit nahezu gleicher Umfangsgeschwindigkeit seine Aufgabe als Kraftübertrager auf den Rotor bzw.der Abtriebsachse erfüllen.
• Die Ausnutzung des Verbrennungsdruckes geschieht hierbei bereits zu Beginn der Entflammung das Casgemisctwes.
• Da ein Totpunkt nicht vornanden ist,kann der Verbrennungsdruck ohne Brennverzögerung auf die Kretstolben ainwirken.
• Diese Brennkraftmaschine erfordert eine rasante Verbrennung, was folgendes Beispiel zeigt: Bei einem Rotordurchmesser von z.B. Q'2m i3t die Umfangsgeschwindigkeit Vu=31,4 m/s,bei n=3000.
• Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Flammenfront nach der Zündung beträgt beim jetzigen Kraftstoff etwa 25-30 m/s.
• Eine derart hohe Umf angsgc schwindigkeit kann bei diesem Kraftstoff und der vorliegenden Konstruktion nicht erreicht werden.
• Durch eine variable elektronische Steuerung des Verdichtungsschiebers kann der Verdichtungsdruck der Rotor-oder Kolbenumfangsgeschwindigkeit günstig angepaßt werden,um gegebenenfalls eine bessere Ausnutzung des Kraftstoffes zu erreichen.
• Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand von Zeichnungen erläutert.
• Es zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht mit Nockenscheibe im Vordergrund und Verdichtungssteuerung.
• Fig. 2 einen Querschnitt.
• Fig.3 eine Seitenansicht mit den Einlaßöffnungen in Ansaugstellung.
• Fig.4 eine Schnittzeichnung des Rotors in Ansaugstellung.
• Fig eine Seitenansicht mit den Einlaßöffnungen in Verdichtungsstellung.
• Fi.6 eine Schnittzeichnung des Rotors in Verdichtungsstellung.
• In den Figuren ist eine Umlaufkolben-Brennkraftmaschine mit einem Rotor 1,auf des sich z.P.drei um 120.0 versetzte, flankenartige Kolben 2 befinden,deren je eine au@steigende Flanke 3.die entgegengesetzt der Drehrichtung liegt als Kolbenstirn 3 bezeichnet wird,einem Rotorgehäuse 4, welches beiderseits des Rotors 1 und der Kopffläche der drei Kolben 2 cies Rotors 1 abdichtend angeordnet ist.
• Die große Fläche de@ engen Abstände gewänrleistet eine hinreichende Abdichtung ohne zusätzliche Mittel.
• Vor dem Schieberaufbau auf der Gegenseite der Zündkerze 5 befindet sich im Gehäuse die Öffnung 5 für die Abgase,die die Kolben 2 nach außen drücken.
• Der federbelastete Sperrschieber 7,der den Verdichtungsraum 16 begrenzt,gleitet stetig auf der wellige Rotor oberflache bzw.der Kolben 2 hinweg.Auf dem Rotor 1 befindet stch außer den Kolben 2 an der Einlaßseite ein bis zur Oberkante der Kolben 2 hochgezogener Ring 11, in dem sich drei zu den entsprechenden olben 2 passende Ausschnitte 10 befinden,die als Einlaß des Gasgemisches in den Verdichtungsraum 16 dienen,wenn beide Einlaßöffnungen mit der im Gehäuse befindlichen 9 gegenüberstehen,Fig.3.
• Gleitet einer der flankenähnlichen Kolben 2 unter'dem rederbelasteten Sperrschieber 7 hindurch,wird in detn abgedichteten Raum unter des Verdichtungsschieber 8 x zwischen der Kolbenstirn 3 und dem Sperrschieoer 7 ein Unterdruck erzeugt und bei gegenüberstenenden Öffnungen 9 und 10 das Gasgemisch angesaugt.
• Nach so entstandener Füllung des Verdichtungsraumes 16 tritt der Verdichtungsschieber 8,der von einem Hebel 12 über eine Ablaufrolle 13 und einer Nockenscheibe 15 gesteuert wird,in Tätigkeit,nachdem der Kolben 2 den Verbrennungsraum 15 verlässt.
• Ein in den Figuren nicht gezeigter federnder Mitnehmer am Verdichtungsschieber 8 ist angebracht,um den Andruck des federbelasteten Sperrschiebers 7 beim Verdichtungsvoran zu verstärken,damit ein Abheben des Sperrschiebers 7 vom Rotcr 1 verhindert wird.
• Das komprimierte Gasgemisch wird nun in den vom weiter gedrehten Kolben 2 freigemachten Verbrennungsraum 17 gepreßt und dort gezündet,wobei der Verbrennungsdruck auf die Kolbenstirn 3 als Triebkraft wirkt.
• Sei hohen Geschwindigkeiten können die auf dem Roter 1 gleitenden Sperrschieber 7 durch einen Quer.
• schieber ersetzt werden.Eine ringförmige Anordnung der den Rotor 1 um 900 umschließt und mit diesem gekuppelt ist. Der Innenring ist entsprechend der Kolbenform auf dem Rotor 1 ausgespart,derart,daß der ausgesparte Teil in Ansaugstellung des Rotors 1 den Verdichtungsraum abschließt.
• Bei dieser Konstruktion entfällt der hochgezogene schmale Ring 11 des Rotors 1. Der Ei-nlaß des Gasgemisches erfolgt in gleicher Weise durch die Gehäuseöffnung,der 2. Finlaßkanal befindet sich nunmehr unterhalb der Rotoroberfläche,im Rotor 1.
• N.B.Zeichnung und Text folgen.

Claims (7)

Patentanspruche@.

1. Umlaufkolben-Bfennkraftmaschine mit einem oder mehreren umkreisenden Kolben,dadurch gekennzeichnet,daß sich auf dem Zylinderförmigen Rotor (1)mehrere symmetrisch verteilte gleichmäßig auf -und absteigende Flanken einer Erhöhung befinden,die als Kolben (2) dienen,deren, je @ eine Flanke (3),die sich entgegengesetzt der Drehrichtuag befindet,als Kolbenstirn (3) dient.

2. Umlaufkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,daß sich auf der Oberfläche des Rotors(1) an seiner EinlaBseite ein bis zur Oberkante der Kolben(2) dicht am Gehäuse entlanggleitender,hochgezogener Ring(11) befindet,in dem sich zu den entsprechenden Kolben(2)mehrers passende Einlaßausschnitte (10) befinden.

3. Umlaufkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1u.2,dadurch gekennzeichnet,daß die Gemischverdichtung von einem Verdichtungsschieber (8) betätigt wird,welcher über ein Hebelsystem (12) von einer auf der Rotorwelle (14) sitzenden NockeascheiteX (15) gesteuert wird.

4. Umlaufkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,daß das hierzu benötigte Schiebe@-system variabel,zum Zwecke der Umfangsgeschwindigkeit angepaßten Verdichtung elektronisch betrieben und gesteuert wied.

5. Umlaufkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch t bis 4, dadurch gekennzeichnet,daß die Kolben (2) und die Schiebersysteme in jeder' bau möglichen Anzahl ausgeführt werden können.

6. Umlaufkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 3und 4, dadurch gekennzeichnet,daß am Verdichtungsschieber (8) ein für den federbelasteten Sperrschieber (7)federnder Mitnehmer angebracht ist.

7. Umlaufkolben-Breunkraftmaschine nach Anspruch 1,3-5 dadurch gekennzeichnet,daß anstelle des Sperrschiebers(7) eine ringförmige Anordnung der den Rotor (1) um 90° versetzt umschließt und mit diesem gekoppelt ist,verwendet werden kann und eine der Kolbenform angepaßten Innenaussparung besitzt.

L e e r s e i t e