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Drehkolbenmaschine mit ringförmigem Arbeitsraum und Ventilsteuerung.
Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine mit ringförmigem Arbeitsraum und mit Steuerung eines in der Stirnwand des Gehäuses angeordneten Einlasses durch den Kolben und des Dampfzuflusses durch ein mechanisch angetriebenes Ventil.
Bei den bekannten Drehkolbenmaschinen ist es ein grosser Nachteil, dass der Treibstoff erst dann eingeführt wird, wenn schon ein grosser Arbeitsraum vorhanden ist. Der Treibstoff dehnt sich in diesem Teil des Arbeitshubes mit Arbeitsverlust aus. Man kennt auch Drehkolbenmaschinen, bei welchen das Einlassventil bei Entstehung des Arbeitsraumes geöffnet wird. Dabei steht aber das Wachsen dieses Arbeitsraumes in diesem Augenblick zum entstehenden freien Ventilquerschnitt in einem ungünstigen Verhältnis, der sich durch Verlust von Arbeitsfläche im Arbeitsdiagramm erkennbar macht.
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raum noch durch den Kolben verdeckt ist. Bei Freigabe des Einlasskanals durch den Kolben wird dann schon in Bewegung gesetztes Treibmittel in den allmählich sich vergrössernden Arbeitsraum einströmen.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, u. zw. zeigen : Fig. 1 ein Druckdiagramm für einen Arbeitstakt, Fig. 2 ein Ventileröffnungsdiagramm, Fig. 3 einen Längsschnitt, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie A-B der Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt nach Linie C-D der Fig. 3.
Nach Fig. 2 beginnt der Arbeitstakt und damit die allmähliche Vergrösserung des Arbeitsraumes im Punkt 10. Die Hubhöhe des Ventils (Ordinate) ist mit 11 bezeichnet, und die Abszisse stellt den
Kolbenweg dar. Bei bekannten Drehkolbenmaschinen ist nach Beginn des Arbeitstaktes und der
Ventileröffnung im Punkt 10 der volle freie Ventilquerschnitt im Punkt 13 erreicht. Diese Art der
Eröffnung des Ventils ist mit Verlust verbunden. Erfindungsgemäss beginnt das Öffnen des Ventils schon im Punkt 12, so dass im Punkt 14, also gleichzeitig mit dem Beginn des Arbeitstaktes im Punkt 10, der volle Ventilquerschnitt bereits vorhanden ist, wenn der Kolben die Einlassöffnung zum Arbeitsraum öffnet. Die Lage des Punktes 14 zum Punkt 10 ist veränderlich und wird zweckmässig der Um- drehungszahl der Maschine angepasst.
In Fig. 3 bis 5 zeigen 15 das Gehäuse, 16 und 17 die Drehkolbenträger, 18 und 19 die Drehkolben, 20 den sich allmählich vergrössernden Arbeitsraum, 21 den Einlasskanalquerschnitt in der Stirnwand, 22 die voreilende und 23 die nacheilende Flanke des Drehkolbens 19. In Fig. 5 zeigt 24 das Ventil, 25 den Raum zwischen Ventil 24 und Drehkolben 19, während 26 die Zuleitung für den Treibstoff darstellt.
Der Drehkolben 19 deckt den Einlass 21 ab. In diesem Augenblick ist durch das beschriebene Voröffnen der Raum 25 vorgefüllt, das in der Zuleitung 26 befindliche Treibmittel in Bewegung gebracht und das Ventil 24 auf vollen Hub geöffnet. Erst jetzt gibt der Kolben 19 mit seiner nacheilenden Flanke 23 den Einlassquerschnitt 21 zum Arbeitsraum 20 hin frei.
Dadurch wird erreicht, dass bereits in Bewegung gesetztes Treibmittel den sich bildenden Arbeitraum auffüllt, u. zw. unter einem Gewinn von Diagrammfläche (s. schraffierte Fläche 9 der Fig. 1), 'der sich einmal aus der schon vorher erzielten Beschleunigung des einströmenden Treibmittels und das andere Mal durch das Voröffnen des gesteuerten Ventils 24 ergibt, wobei der zuströmende Treibstoff den vollen Durchtrittsqucrschnitt des Ventils passiert.