Claims (1)
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Die Erfindung betrifft einen Motor mit innerer Verbrennung, der durch einen rotierenden Arbeits-Drehkolben angetrieben ist, welcher gegen die innere Umfangsfläche einer Ringkammer anliegt und in welchen die Eintrittsluft durch einen koaxial gelagerten Kompressionsdrehkolben in einer parallelen Vorkompressionskammer komprimiert wird.
The invention relates to an engine with internal combustion which is driven by a rotating working rotary piston which rests against the inner circumferential surface of an annular chamber and in which the inlet air is compressed by a coaxially mounted compression rotary piston in a parallel pre-compression chamber.
Solche Verbrennungstriebwerke sind vielfach bekannt.
Such combustion engines are widely known.
Normalerweise benötigen diese eine Umdrehung pro Arbeitszyklus und setzen sich aus relativ zahlreichen Teilen zusammen.
Normally these require one revolution per working cycle and are made up of a relatively large number of parts.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines neuen Triebwerkes der genannten Art, das aus viel weniger Teilen besteht und vorzugsweise zwei Kraftzyklen per Umdrehung liefert.
The invention aims to provide a new engine of the type mentioned, which consists of much fewer parts and preferably provides two power cycles per revolution.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Drehkolben-Verbrennungsmotor, der durch Zündung einer komprimierten Luft- und Brennstoff-Gemischladung in einem Abschnitt einer Kreiskammer getrieben wird, welcher Abschnitt durch den Nocken eines Arbeits-Drehkolbens auf der drehenden Motorwelle abgegrenzt ist, der sich über die ganze axiale Breite der Ringkammer erstreckt, wobei der Druck der gezündeten Ladung den Kolben mit der Motorwelle dreht.
The invention therefore relates to a rotary piston internal combustion engine which is driven by ignition of a compressed air and fuel mixture charge in a section of a circular chamber, which section is delimited by the cam of a working rotary piston on the rotating motor shaft, which extends over the whole axial width of the annular chamber extends, wherein the pressure of the ignited charge rotates the piston with the motor shaft.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die komprimierten Gase anderseits durch einen Radialschieber am Austreten verhindert werden, welcher in der Umfangsfläche des Kammergehäuses montiert ist und zwecks Abdichtung der Kammer gegen die Umfangsfläche des Arbeitskolbens drückt, dass ferner die komprimierte Luft aus einer der Arbeitskammer benachbarten, zu ihr koaxialen Kompressionskammer von gleicher Gestalt in den Zündungsabschnitt der Arbeitskammer zugeführt wird, wobei die Luft in der Kompressionskammer durch einen dem Arbeitskolben ähnlichen Kompressionskolben komprimiert wird, welcher auf der gleichen Motorwelle sitzt, wonach die komprimierte Luft durch eine Öffnung zwischen Kompressionskammer und Arbeitskammer hindurchtritt, und wobei dieser Luftübergang in den Zündungsraum der Arbeitskammer durch den Arbeitskolben gesteuert wird,
The invention is characterized in that the compressed gases are prevented from escaping on the other hand by a radial slide which is mounted in the circumferential surface of the chamber housing and presses against the circumferential surface of the working piston for the purpose of sealing the chamber; furthermore, the compressed air from one of the working chambers adjacent, Coaxial compression chamber of the same shape is supplied to it in the ignition section of the working chamber, the air in the compression chamber being compressed by a compression piston similar to the working piston, which sits on the same motor shaft, after which the compressed air passes through an opening between the compression chamber and the working chamber, and this air transfer into the ignition space of the working chamber is controlled by the working piston,
welcher die Übertrittsöff- nung für die komprimierte Luft sperrt, ausser wenn eine Ausnehmung in der Seitenwand des Arbeitskolbens sich unmittelbar gegenüber dieser Öffnung befindet, welche Ausnehmung der komprimierten Luft den Eintritt in den Zündungsraum der Arbeitskammer freigibt, wobei die Motorwelle durch den Druck des gezündeten Gemisches gegen den Arbeitskolben getrieben wird, welcher seinerseits den Kompressionskolben antreibt.
which blocks the transfer opening for the compressed air, except when a recess in the side wall of the working piston is directly opposite this opening, which recess enables the compressed air to enter the ignition space of the working chamber, the motor shaft being driven by the pressure of the ignited mixture is driven against the working piston, which in turn drives the compression piston.
Ein Vorteil dieses Triebwerkes liegt in der Einfachheit seines Aufbaus, aus dem ein Minumum beweglicher Teile resuliert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Motorwelle zwei Arbeitszyklen pro Umdrehung liefern kann. Wenn ein solches Triebwerk mehrere Sätze koaxialer Arbeitskammern auf der gleichen Welle aufweist, können diese gegeneinander so orientiert sein, um mehr oder weniger kontinuierliche Arbeitshübe auf die Motorwelle wirken zu lassen, was zu einem glatten oder weichen Lauf führt.
One advantage of this engine is the simplicity of its construction, from which a minimum of moving parts results. Another advantage is that the motor shaft can deliver two duty cycles per revolution. If such an engine has several sets of coaxial working chambers on the same shaft, these can be oriented towards one another in such a way as to allow more or less continuous working strokes to act on the motor shaft, which leads to a smooth or soft run.
Solche Motoren ermöglichen leicht eine grosse Einsparung an Gewicht und Abmessungen insbesondere bei der Festlegung des erforderlichen Volumens der Vorkompressionskammer in Bezug auf jenes der Arbeitskammer. Im Gegensatz zu konventionellen Verbrennungsmotoren können die beiden Kammern von ungleicher Grösse sein, wodurch die beiden Volumina gemäss den thermodynamischen Erwägungen des Wirkungsgrades und des möglichst ruhigen Laufes ausgelegt werden können, was eine Einsparung bzw. Verbesserung im Verhältnis der Abmessungen und des Gewichtes zur abgegebenen Leistung ermöglicht.
Such motors easily allow a great saving in weight and dimensions, in particular when determining the required volume of the pre-compression chamber in relation to that of the working chamber. In contrast to conventional internal combustion engines, the two chambers can be of unequal size, so that the two volumes can be designed according to the thermodynamic considerations of efficiency and the smoothest possible run, which enables savings or improvements in the ratio of dimensions and weight to the output .
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 einen erfindungsgemässen Motor mit zwei Paaren von Arbeitskammern und von Kompressionskammern im Schrägbild,
Figur 2 einen Querschnitt durch eine Kompressionskammer nach Linie 2-2 in Fig. 1,
Figur 3 einen Querschnitt durch eine Arbeitskammer nach Linie 3-3 in Fig. 1,
Figur 4 einen Axialschnitt nach Linie 4-4 in Fig. 1,
Figur 5 einen Schnitt durch einen Teil eines Radialschiebers, der die Arbeitskammer unterteilt, und
Figur 6 eine schematische Darstellung der gegenseitigen Winkelstellung zwischen Arbeitskolben und Kompressionskolben, deren jeder mit zwei Nocken versehen ist.
Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. Show it:
1 shows a motor according to the invention with two pairs of working chambers and compression chambers in an oblique view,
FIG. 2 shows a cross section through a compression chamber along line 2-2 in FIG. 1,
FIG. 3 shows a cross section through a working chamber along line 3-3 in FIG. 1,
FIG. 4 shows an axial section along line 4-4 in FIG. 1,
FIG. 5 shows a section through part of a radial slide which divides the working chamber, and FIG
FIG. 6 shows a schematic representation of the mutual angular position between the working piston and the compression piston, each of which is provided with two cams.
Gleiche Überweisungszahlen bezeichnen überall gleiche Teile.
The same transfer figures denote the same parts everywhere.
Fig. 1 zeigt das Triebwerk 10, das sich auf der drehbaren Motorwelle 11 aufbaut, mit zwei Kompressionskammer Gehäusen 13 und zwei Arbeitskammer-Gehäusen 12. Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist jedes Gehäuse 13 durch Radialschieber 28 in zwei Kompressionskammern 22 und 23 unterteilt, welche Schieber durch Druckfedern 29 im Gehäuse 24 gegen den drehbaren Kompressionskolben 21 gedrängt werden.
Fig. 1 shows the engine 10, which is built on the rotatable motor shaft 11, with two compression chamber housings 13 and two working chamber housings 12. As can be seen from FIGS. 1 and 2, each housing 13 is by radial slide 28 in two compression chambers 22 and 23 subdivided which slides are urged against the rotatable compression piston 21 by compression springs 29 in the housing 24.
Der Kompressionskolben 21 ist mit der Welle 11 drehfest und nimmt die ganze Breite des Gehäuses 13 ein, wobei die Aussenfläche des Nockens 27 gegen die innere Umfangsfläche 25 des Gehäuses 13 anliegt. Eine Rotation des Kolbens 21 bewirkt das Ansaugen von Luft durch die Öffnung 16 und drückt die komprimierte Luft aus den Drucköffnungen 26 hinaus, wenn diese gegen die Kompressionskammer öffnen.
The compression piston 21 is rotationally fixed to the shaft 11 and occupies the entire width of the housing 13, the outer surface of the cam 27 resting against the inner peripheral surface 25 of the housing 13. A rotation of the piston 21 causes air to be drawn in through the opening 16 and pushes the compressed air out of the pressure openings 26 when these open against the compression chamber.
Mit Bezug auf Fig. 3 befinden sich die Kompressionskammern 32 und 33 direkt hinter den zugeordneten Vorkompressionskammern 22 und 23. Der Arbeitskolben 31 sperrt die Drucköffnungen 26, bis sich die Austrittsöffnung 36 im Arbeitskolben 31 gegenüber den Drucköffnungen 26 befindet.
With reference to FIG. 3, the compression chambers 32 and 33 are located directly behind the associated pre-compression chambers 22 and 23. The working piston 31 blocks the pressure openings 26 until the outlet opening 36 in the working piston 31 is opposite the pressure openings 26.
In diesem Moment strömt die komprimierte Luft aus der Kammer 22 durch die Öffnung 26 und 36 (in der Unterfläche des Kolbens 31) in den Zündungsraum 34, der begrenzt wird durch den Radialschieber 28 und den Nocken 37. Durch die Düse 39 wird Brennstoff in den Zündungsraum eingespritzt und das Luft-Brennstoffgemisch wird durch die Zündkerze 46 gezündet und treibt den Kolben 31 im Uhrzeigersinn. Das Abgas entweicht durch die Austrittsöffnungen 15 nachdem der Nocken 37 diesen Sektor passiert hat. Die Motorwelle 11 ist in drei Lagern 19 gelagert (Fig. 4).
At this moment, the compressed air flows from the chamber 22 through the openings 26 and 36 (in the lower surface of the piston 31) into the ignition chamber 34, which is delimited by the radial slide 28 and the cam 37. Fuel is injected through the nozzle 39 into the Ignition chamber injected and the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 46 and drives the piston 31 in a clockwise direction. The exhaust gas escapes through the outlet openings 15 after the cam 37 has passed this sector. The motor shaft 11 is supported in three bearings 19 (FIG. 4).
Fig. 5 zeigt, wie die Reibung zwischen Radialschieber 28 und Arbeitskolben 31 oder Kompressionskolben 21 vermindert werden kann. Eine Rolle 38 sitzt auf einem Bolzen 47, der am Ende des Schiebers 28 befestigt ist und ersetzt die Reibflächen 18 gemäss Fig. 2 und 3.
5 shows how the friction between radial slide 28 and working piston 31 or compression piston 21 can be reduced. A roller 38 sits on a bolt 47 which is fastened to the end of the slide 28 and replaces the friction surfaces 18 according to FIGS. 2 and 3.
Um die Anzahl der Arbeitskolben pro Umdrehung der Motorwelle 11 zu verdoppeln, kann der Motor gemäss einer Variante mit Doppelnocken 27A und 27B an jedem Kompressionskolben 21 und Doppelnocken 37A und 37B an jeden Arbeitskolben 31 ausgerüstet sein (Fig. 6), was zwei doppelte, d. h. vier Arbeitshübe auf jede vollständige Umdrehung des Arbeitskolbens für jedes Paar einer Kompressions- und einer Arbeitsstufe ermöglicht. Es ist zu beachten, dass der kompakte Aufbau des Motors 10 die Auslegung der Luft- oder Flüssigkeitskühlung rings um die Motorgehäuse 12 und 13 begünstigt.
In order to double the number of working pistons per revolution of the motor shaft 11, the motor can be equipped according to a variant with double cams 27A and 27B on each compression piston 21 and double cams 37A and 37B on each working piston 31 (FIG. 6), which means two double cams, i.e. . H. allows four working strokes on each complete revolution of the working piston for each pair of a compression and a work stage. It should be noted that the compact design of the motor 10 favors the design of the air or liquid cooling around the motor housings 12 and 13.
PATENTANSPRUCH
PATENT CLAIM
Drehkolben-Verbrennungsmotor, getrieben durch Zündung einer komprimierten Luft- und Brennstoff-Gemischladung in einem Abschnitt einer Kreiskammer, welcher abgegrenzt ist durch den Nocken (37) eines Arbeits-Drehkolbens (31) auf der drehenden Motorwelle (11), welcher Kolben sich überdie ganze axiale Breite der Ringkammer (12) erstreckt, wobei der Druck der gezündeten Ladung den Kolben mit der Motorwelle dreht, dadurch gekennzeichnet, dass die komprimierten Gase anderseits durch einen Radialschieber (28) am Austreten verhindert werden, welcher in der Umfangsfläche des Kammer
Rotary piston internal combustion engine, driven by ignition of a compressed air and fuel mixture charge in a section of a circular chamber, which is delimited by the cam (37) of a working rotary piston (31) on the rotating motor shaft (11), which piston extends over the whole axial width of the annular chamber (12), wherein the pressure of the ignited charge rotates the piston with the motor shaft, characterized in that the compressed gases are prevented from escaping on the other hand by a radial slide (28) which is located in the circumferential surface of the chamber
gehäuses (12) montiert ist und zwecks Abdichtung der Kammer gegen die Umfangsfläche des Arbeitskolbens (31) drückt, dass ferner die komprimierte Luft aus einer der Arbeitskammer (12) benachbarten,
housing (12) is mounted and for the purpose of sealing the chamber against the circumferential surface of the working piston (31) presses that further the compressed air from one of the working chamber (12) adjacent,
zu ihr koaxialen Kompressionskammer (13) von gleicher Gestalt in den Zündungsabschnitt (34) der Arbeitskammer zugeführt wird, wobei die Luft in der Kompressionskammer durch einen dem Arbeitskolben (31) ählichen Kompressionskolben (21) komprimiert wird, welcher auf der gleichen Motorwelle sitzt, wonach die komprimierte Luft durch eine Öffnung (26) zwischen Kompressionskammer (13) und Arbeitskammer (12) hindurchtritt, und wobei dieser Luftübergang in den Zündungsraum (34) der Arbeitskammer durch den Arbeitskolben (31) gesteuert wird, welcher die Übertritts öffnung (26) für die komprimierte Luft sperrt, ausser wenn eine Ausnehmung (36) in der Seitenwand des Arbeitskolbens (31) sich unmittelbar gegenüber dieser Öffnung befindet, welche Ausnehmung (36) der komprimierten Luft den Eintritt in den Zündungsraum der Arbeitskammer freigibt,
to her coaxial compression chamber (13) of the same shape is fed into the ignition section (34) of the working chamber, the air in the compression chamber being compressed by a compression piston (21) similar to the working piston (31), which sits on the same motor shaft, after which the compressed air passes through an opening (26) between the compression chamber (13) and the working chamber (12), and this air transition into the ignition space (34) of the working chamber is controlled by the working piston (31), which the transfer opening (26) for the compressed air blocks, except when a recess (36) in the side wall of the working piston (31) is located directly opposite this opening, which recess (36) enables the compressed air to enter the ignition space of the working chamber,
wobei die Motorwelle (11) durch den Druck des gezündeten Gemisches gegen den Arbeitskolben (31) getrieben wird, welcher seinerseits den Kompressionskolben (21) antreibt.
wherein the motor shaft (11) is driven by the pressure of the ignited mixture against the working piston (31), which in turn drives the compression piston (21).
UNTERANSPRÜCHE
1. Drehkolben-Verbrennungsmotor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jede Arbeitskammer (12) und jede Kompressionskammer (13) in zwei Abteilungen unterteilt ist, die voneinander durch zwei Radialschieber (28) getrennt sind, welche in der Umfangswand der genannten Kammern gelagert sind, und welche durch Druckfedern (29) gegen die Seitenflächen der Kolben (21, 31) gedrückt werden, so dass sie die ganze Breite der Kammern gegen den Durchfluss von Luft bzw. Gas unter Druck zwischen Radialschiebern und Kolben sowie auch zwischen den Radialschiebern und den Umfangswänden der Kammern abdichten, das ganze derart, dass zwei Arbeitszyklen pro Umdrehung der Kolben erhalten werden.
SUBCLAIMS
1. Rotary piston internal combustion engine according to claim, characterized in that each working chamber (12) and each compression chamber (13) is divided into two compartments which are separated from one another by two radial slides (28) which are mounted in the peripheral wall of said chambers, and which are pressed by compression springs (29) against the side surfaces of the pistons (21, 31) so that they are the entire width of the chambers against the flow of air or gas under pressure between the radial slide and piston and also between the radial slide and the circumferential walls of the chambers, the whole in such a way that two working cycles per revolution of the piston are obtained.
2. Drehkolben-Verbrennungsmotor nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Drehkolben zwei Nocken (27A, 27B bzw. 37A, 37B) aufweist, die je um 1800 gegeneinander versetzt sind, so dass zwei doppelte Arbeitszyklen pro Umdrehung der Kolben erhalten werden.
2. Rotary piston internal combustion engine according to dependent claim 1, characterized in that each rotary piston has two cams (27A, 27B or 37A, 37B) which are each offset by 1800 from one another, so that two double work cycles per revolution of the piston are obtained.