DE102021004032A1 - 2-stroke vane engine - Google Patents

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Burkhardt Schulz
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Abstract

Es wird beansprucht ein 2-Takt-Sytem mit Hilfe eines Flügelzellensytems zu verwirklichen, und dies nicht nur in einfacher Weise, sondern dadurch, dass alle Parameter in besonderer Weise auf Höchstmaß an Effektivität eingestellt werden können.It is claimed to realize a 2-stroke system with the help of a vane cell system, not only in a simple way, but because all parameters can be set in a special way for maximum effectiveness.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor. Allgemein bekannt sind bisher Hubkolben- und einige Kreiskolbenmotoren. Der Hubkolbenmotor hat die Welt erobertund ist überall und für alle erforderlichen Leistungsanforderungen verwendbar. Seine Herstellung ist bis aufs äußerste entwickelt, die Materialien und das Zusammenspielderselben sind soweit erforscht, dass kaum noch Fortschritte zu erwarten sind. Tm Vergleich dazu hat der 2-Takt-Otto-Motor keine größeren Fortschritt gemacht. Besondere Techniken sind entstanden mit der Erfindung der Gasturbine, welchedie Welt veränderte. - Ganz ohne Kolben und Kurbelwelle !The invention relates to an internal combustion engine. Reciprocating and some rotary piston engines have been generally known to date. The reciprocating engine has conquered the world and can be used anywhere and for any required performance requirements. Its production has been developed to the extreme, the materials and the interaction of the same have been researched to such an extent that hardly any progress can be expected. In comparison, the 2-stroke petrol engine has not made any major progress. Special techniques emerged with the invention of the gas turbine, which changed the world. - Completely without pistons and crankshaft!

Ohne Kolben und Kurbelwelle ist auch die Idee dieser Erfindung. Ein 3-Zylinder-2-Takt-Motor (wie im 3=6 von DKW-Autounion) soll mit einem einfachen 6-flügeligen Flügelzellensystem realisiert werden. Nach Bild 2 wird der Rotor, der hier im Schnitt dargestellt wird, in 6 Rotorsegmente geteilt, zwischen denen die Flügel in tiefen Einschnitten gelagert sind. ein Rotorsegment und 2 benachbarte Flügel ergeben eine Kammer. Drei Kammern mit je 55 Grad um Umfangdes Rotors verteilt, dienen als Arbeitskammern, ihre Tätigkeit ist: Spülung - Verdichtung mit Einspritzung von Kraftstoff - Zündung - Expandieren mit Arbeitslieferung - und Auspuff - dann wieder Spülung usw. Die übrigen 3 Kammern, welche mit je 65 Grad am Umfang des Rotors beteiligt sind, haben folgende Aufgaben: Neue Luft aus dem Vorderen Flansch ansaugen (Teil F in Bild 3 Figur Z-Z-Schlitze AAA), diese Luft v2erdichten und über Schlitz b der V-Kammer (Bild 2a, welche gerade über dem Schlitz B des Vorderflansches (Fg,Z-Z) steht, in den Spülkanal des Vorderflansches presst. Am Ende dieses Spülkanals liegt zu diesem Zeitpunkt an seinem Schlitz C gerade eine Arbeitskammer mit ihrem Spülschlitzc (Bild 2a) und treibt die letzten Verbrennungsgase aus der Arbeitskammer im Gleichstromverfahren aus, nachdemder Hauptdruck der Arbeitskammer am hinteren Flansch über die Schlitze D-d (Bild 1) durch den Auspuff entwichen sind. Und so lässt sich jeder Schritt des Motors anhandder Zeichnungen und der Markierungen der Schlitze im Rotor (kleine Buchstaben a,b.c.) und im Vorderen-Motorflansch (große Buchstaben A,B. C, nachverfolgen.Without pistons and crankshaft is also the idea of this invention. A 3-cylinder 2-stroke engine (as in the 3=6 from DKW-Autounion) is to be implemented with a simple 6-vane vane cell system. According to Figure 2, the rotor, which is shown here in section, is divided into 6 rotor segments, between which the blades are mounted in deep indentations. a rotor segment and 2 adjacent vanes form a chamber. Three chambers, each with 55 degrees distributed around the circumference of the rotor, serve as working chambers, their activity is: scavenging - compression with injection of fuel - ignition - expansion with work delivery - and exhaust - then scavenging again, etc. The remaining 3 chambers, each with 65 Degrees involved in the circumference of the rotor have the following tasks: suck in new air from the front flange (part F in picture 3 figure Z-Z-slots AAA), compress this air and transport it via slot b of the V-chamber (picture 2a, which is just above the slit B of the front flange (Fg,Z-Z) is pressed into the scavenging channel of the front flange.At the end of this scavenging duct at this point in time there is a working chamber with its scavenging slotc (Fig. 2a) and drives the last combustion gases out of the working chamber im co-current process after the main pressure of the working chamber has escaped through the exhaust at the rear flange via the slots D-d (Picture 1) And so each step of the Motor using the drawings and the markings of the slots in the rotor (small letters a,b.c.) and in the front motor flange (capital letters A,B. C, track.

Der ganze Motor atmet und hält sichselbst in Betrieb. Das ist das Prinzip der Patentanmeldung. Nun muss dieldee in die Wirklichkeit mit den konstruktiven Möglichkeiten nach dem Stand der Technik und zusätzlichen Innovationen in die Tat umgesetzt werden.The whole engine breathes and keeps itself running. That is the principle of the patent application. Now the idea has to be turned into reality with the constructive possibilities according to the state of the art and additional innovations.

Der Erfinder hat verschiedene Größen für eine Motorherstellung untersucht. Die brauchbarste Größe mit dem geringste Probleme ergaben folgende Grundabmessungen:

  • 1.) Das Zentralgehäuse mit den freilaufenden Flügeln hat einen Durchmesser von 4 mm. In dem Zentralgehäuse ist ein Rotor mit 350 mm Durchmesser mit einem parallelen Wellenversatz von E=25mm gelagert. In dem Rotor befinden sich die Hauptlager der Flügelführungen, sie sind deutlich an den tiefen Einschnitten zwischen den Rotorsegmenten erkennbar, als Halbteile, welche den Flügel einschließen. Die Luftdurchsätze sind sehr groß. Die Arbeitskammer hat ein größtes Volumen von 2884 ccm. das sind bei 3 Arbeitskammern pro Rotorumdrehung 8.635 ccm eines entsprechenden Kolbenmotors = dessen Hubraum. Bei einer Überschlagsrechnung ergibt 1 Liter. Hubraum Ca. 50 PS. Es ist daher bei diesem Motor mit einer Leistung von knapp 500 PS zu rechnen - also ein sehr großer Motor. Die Einspritzanlage und die Zündanlage muss von einem entsprechen großem 6-Zylinder-4-Takt-Motor benutzt werden, die Wärmeabführung, die Ölkühlung mit Öl sumpf müssen entsprechend ausgelegt werden. Hinzukommen die konstruktiven Besonderheiten.
  • 2.) Der Rotor besteht aus 3 Kraftsegmente und 3 Vorverdichtersegmente, jede Sorte ist baugleich mit allen Ausfräsungen und Steuerschlitzen, Alle Segmente haben aber keine mechanische Verbindung miteinander weil zwischen ihnen die Flügel mit den Lagerungen den Raum benötigen. Der einzige Ausweg war, die beiderseitigen großen Rotorlager W1 und W2 derart zu vergrößern, das ein gemeinsames großes Gussstück alle Segmente und die Rotorlager gemeinsam umfasst und zu einem gemeinsamen Gussstück führt. Die gemeinsamen Verbindungsstelle sind: G1 = 6 Zusammenschlüsse am Lager W1 und ebenfalls 6 Zusammenschlüsse am Lager W 2. Um alle erforderlichen Steuerungsteile in den Mittelraum einbauen zu können muss das Gussstück halbiert werdenund einzeln auf CNC-Maschinen endbearbeitet werden. Am Ende erfolgt der Zusammenbau mittels großer M16x180 Inbusschrauben, je 2 Stück in einem Segment von der rückwertigen Seite des Rotors, weil diese Seite steuerungsmäßig nur für den Auspuff benutzt wird und die Senkbohrungen der M16- Schrauben nicht stören.
The inventor has studied various sizes for motor manufacture. The most useful size with the least problems resulted in the following basic dimensions:
  • 1.) The central housing with the free-running wings has a diameter of 4 mm. A rotor with a diameter of 350 mm and a parallel shaft offset of E=25 mm is mounted in the central housing. The main bearings of the wing guides are located in the rotor, they are clearly recognizable by the deep cuts between the rotor segments, as half parts, which enclose the wing. The air throughputs are very large. The working chamber has a maximum volume of 2884 ccm. With 3 working chambers, that is 8,635 ccm per rotor revolution of a corresponding piston engine = its cubic capacity. A rough calculation gives 1 liter. Displacement Approx. 50 hp. This engine can therefore be expected to have an output of almost 500 hp - a very large engine. The injection system and the ignition system must be used by a correspondingly large 6-cylinder 4-stroke engine, the heat dissipation, the oil cooling with an oil sump must be designed accordingly. Added to this are the structural features.
  • 2.) The rotor consists of 3 power segments and 3 pre-compressor segments, each type is identical in construction with all cutouts and control slots, but all segments have no mechanical connection with one another because the wings with the bearings require space between them. The only way out was to enlarge the large rotor bearings W1 and W2 on both sides in such a way that a common large casting encompasses all segments and the rotor bearings together and leads to a common casting. The common connection points are: G1 = 6 connections at warehouse W1 and also 6 connections at warehouse W2. In order to be able to install all the necessary control parts in the central area, the casting has to be cut in half and finished individually on CNC machines. In the end, the assembly is done using large M16x180 Allen screws, 2 pieces in each segment from the rear side of the rotor, because this side is only used for the exhaust system and the countersunk holes of the M16 screws do not interfere.

Claims (3)

Es wird beansprucht ein 2-Takt-Sytem mit Hilfe eines Flügelzellensytems zu verwirklichen, und dies nicht nur in einfacher Weise, sondern dadurch, dass alle Parameter in besonderer Weise auf Höchstmaß an Effektivität eingestellt werden können.It is claimed to realize a 2-stroke system with the help of a vane cell system, and not only in a simple way, but because all parameters are in a special way can be adjusted to maximum effectiveness. Ein 2-Takt-Ottomotor-System mit einem 2-Takt-Flügelzellen-System zu verwirklichen. Der Erfinder benutzt dazu ein System mit 6 Flügeln, welche dann mit 3 Arbeitskammern und 3 Vorverdichterkammern, welche dann mit entsprechenden Steuerschlitzen den kompletten Motor steuern. Wobei der Motor mehr Flügel und Arbeitskammern haben kann. Im Extremfall nur zwei Flügel - eine Arbeitskammer und eine Vorverdichterkammer.Realizing a 2-stroke petrol engine system with a 2-stroke vane cell system. The inventor uses a system with 6 vanes, which then have 3 working chambers and 3 pre-compression chambers, which then control the entire engine with corresponding control slots. The motor can have more wings and working chambers. In extreme cases, only two wings - a working chamber and a precompression chamber. Ein Ärgernis ist die Flügellagerung im Rotor. Hier wird oft aus Weichlagermetall ein Lager aus zwei halbmondähnlichen Kreisabschnitten eingesetzt. Der Erfinder wünscht eine Lösung mit Rollen. Dies ist der 3. Anspruch, also der zweite Unteranspruch. Nach diesen drei Unteransprüchen entfällt dieses Lager total und wird ersetzt durch ein Paar Flügelroller, wie dargestellt: 1 Fahrgestell mit 4 Rädern und 2 Achsen fährt an jeder Seite des Flügels. (Bild 4, 4-1,4-2)One annoyance is the blade bearing in the rotor. Here, a bearing made of two crescent-like sections of a circle made of soft bearing metal is often used. The inventor wants a solution with rollers. This is the 3rd claim, ie the second dependent claim. According to these three subclaims, this bearing is eliminated altogether and replaced by a pair of winged rollers, as shown: 1 4-wheel, 2-axle bogie runs on each side of the wing. (Picture 4, 4-1,4-2)
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Citations (4)

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DE3229715A1 (en) 1982-08-10 1984-02-16 Josef 5000 Köln Pappert Internal-combustion engine with rotor, petrol or diesel process and two-stroke or four-stroke operation
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