DE1146698B

DE1146698B - Internal combustion piston engine with rotating cylinders arranged in a star shape

Info

Publication number: DE1146698B
Application number: DED35955A
Authority: DE
Inventors: Gottfried Haussmann
Original assignee: DIEFENBACH BIENENERZEUGNISSE G
Current assignee: DIEFENBACH BIENENERZEUGNISSE G
Priority date: 1961-04-28
Filing date: 1961-04-28
Publication date: 1963-04-04

Description

Brennkraftkolbenmaschine mit sternförmig angeordneten umlaufenden Zylindern Brennkraftmaschinen mit sternförmig angeordneten umlaufenden Zylindern, deren Zylinder in zwei Zylinderscheiben, z. B. sechs oder acht Zylinder in jeder Scheibe, angeordnet sind und bei denen, umlaufend mit der ersten Zylinderscheibe, ein Verbrennungsraum mit Zündkerze vorhanden ist, sind bekannt. Bei diesen Brennkraftmaschinen dienen die Zylinder beider Zylinderscheiben abwechselnd zur Komprimierung des Brennstoff-Luft-Gemisches und zum Expandieren und Ausblasen der Verbrennungsgase. Vorzugsweise wurde die eine Hälfte der Zylinder nur als Hochdruck- und die andere Hälfte nur als Niederdruckzylinderaggregat verwendet, wobei jeweils ein Hochdruck- und ein Niederdruckzylinder zusammenarbeiten. Bei diesen bekannten Brennkraftmaschinen erfolgt die übertragung der erzeugten Kraft durch eine Kupplung.Internal combustion piston engine with star-shaped arranged circumferential Cylinders internal combustion engines with rotating cylinders arranged in a star shape, the cylinder in two cylinder disks, e.g. B. six or eight cylinders in each Disc, are arranged and in which, revolving with the first cylinder disc, a combustion chamber with a spark plug is known. In these internal combustion engines the cylinders of both cylinder disks are used alternately to compress the fuel-air mixture and for expanding and blowing out the combustion gases. Preferably the one Half of the cylinders only as high-pressure and the other half only as low-pressure cylinder units used, with one high pressure and one low pressure cylinder working together. In these known internal combustion engines, the generated force is transmitted through a clutch.

Demgegenüber ist die Brennkraftkolbenmaschine nach der Erfindung derart ausgebildet, daß keine Kupplung, sondern nur ein in bestimmter Weise gesteuerter Steuerdorn erforderlich ist.In contrast, the internal combustion piston engine according to the invention is of this type designed that no clutch, but only one controlled in a certain way Control pin is required.

Dies wird dadurch erreicht, daß die Zylinder einer Scheibe nur zur Komprimierung des Brennstoff-Luft-Gemisches und die der anderen Scheibe nur zum Expandieren und Ausblasen der Verbrennungsgase dienen, wobei die die Kompressionszylinder aufweisende Zylinderscheibe und die zugehörigen Verbrennungsräume fest mit einer mit dem Anlasser in Verbindung stehenden Welle und die zweite, die Expansions- und Ausblasezylinder aufweisende Scheibe fest mit einer Nutzleistung abgebenden hohlen Welle verbunden ist, die über einen Steuerdorn als Kupplungsersatz in Gestalt einer über Flächen eingreifenden Verbindung mit der ersten Welle in Verbindung steht, wobei der Steuerdorn so eingestellt sein muß, daß er beide Zylinderscheiben erst dann miteinander verbindet, wenn die Scheibe mit den Kompressionszylindern bereits eine bestimmte Umdrehung erreicht hat. Außerdem sind die Kolben der beiden Scheiben von in feststehenden Gehäuseringen konzentrisch umlaufenden Laufringen umfaßt.This is achieved by the fact that the cylinders of a disc are only used for Compression of the fuel-air mixture and that of the other disk only for The purpose of expanding and blowing out the combustion gases is that of the compression cylinders having cylindrical disk and the associated combustion chambers firmly with a associated with the starter shaft and the second, the expansion and Blow-out cylinder having disc firmly hollow with a useful power output Shaft is connected via a control pin as a coupling replacement in the form of a is in connection with the first shaft via surface engaging connection, The control pin must be set so that it only has both cylinder disks then connects with each other when the disc with the compression cylinders already has reached a certain revolution. In addition, the pistons are the two discs encompassed by concentrically rotating races in stationary housing rings.

Zum besseren Verständnis sei die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert.For a better understanding, the invention is based on the drawings explained in more detail.

Fig. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine Zylinderscheibe. Beide Zylinderscheiben sind im Prinzip gleich gebaut; Fig. 2 gibt eine Darstellung des Motors im Schnitt quer zu den Scheiben gesehen; Fig 3 zeigt in größerem Maßstab die Steuerscheibe 8; Fig. 4 zeigt den Zylinder 9 von der Seite gesehen; Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die Hohlwelle 27; Fig. 6 zeigt einen Querschnitt eines in die Hohlwelle 27 passenden Steuerdorns 29; Fig.7 zeigt eine Fliehkupplung als Detail zum Ein- und Ausschalten des Steuerdorns; Fig. 8 und 9 zeigen eine- besondere Ausführungsform der Steuerscheiben mit einer Regelung von Hand.Fig. 1 shows a vertical section through a cylindrical disk. Both cylindrical disks are built in the same way in principle; Fig. 2 is a view of the engine in section across the disks; 3 shows the control disk 8 on a larger scale; Fig. 4 shows the cylinder 9 seen from the side; Fig. 5 shows a section through the hollow shaft 27; 6 shows a cross section of a control mandrel 29 that fits into the hollow shaft 27; 7 shows a centrifugal clutch as a detail for switching the control pin on and off; 8 and 9 show a special embodiment of the control disks with manual control.

Die Zylinderscheibe 1 dient zum Ansaugen und Komprimieren des Treibstoffluftgemisches, die Zylinderscheibe 2 wird angetrieben von den aus dem Verbrennungsraum 3 kommenden Verbrennungsgasen. Die Zylinderscheibe 1 ist fest mit einer Welle 4 verbunden, durch die sie angetrieben wird. Zum Anlassen des Motors kann die Welle 4 und damit die Zylinderscheibe 1 von einem elektrischen Aggregat, das z. B. von der üblichen Autobatterie mit Strom versorgt wird, angetrieben werden. Die Welle 4 ist in einem Lager 5, z. B. einem Kugel-, Rollen- oder Gleitlager, gelagert. Das Treibstoff-Luft-Gemisch wird der Zylinderscheibe 1 von einem üblichen Vergaser aus durch eine Zuleitung 6 zugeführt. Zwischen der Zuleitung 6 und der Zylinderscheibe 1 befindet sich eine Steuerscheibe 7, die mit dem Lager 5 fest verbunden ist, oder auch einen Teil des Lagers 5 bilden kann. Die Steuerscheibe 7 ist mit einem entsprechenden Schlitz ausgerüstet, so daß nur die Zylinder 12 der Zylinderscheibe 1, die sich im Ansaugstadium befinden, mit der Zuleitung 6 verbunden sind.The cylinder disk 1 is used to suck in and compress the fuel-air mixture, the cylinder disk 2 is driven by the combustion gases coming from the combustion chamber 3. The cylindrical disk 1 is firmly connected to a shaft 4 by which it is driven. To start the engine, the shaft 4 and thus the cylinder disk 1 of an electrical unit, which z. B. is powered by the usual car battery. The shaft 4 is in a bearing 5, for. B. a ball, roller or plain bearing stored. The fuel-air mixture is fed to the cylinder disk 1 from a conventional carburetor through a feed line 6. Between the supply line 6 and the cylinder disk 1 there is a control disk 7 which is permanently connected to the bearing 5 or which can also form part of the bearing 5. The control disk 7 is equipped with a corresponding slot so that only the cylinders 12 of the cylinder disk 1, which are in the suction stage, are connected to the supply line 6.

Auf der anderen Seite der Zylinderscheibe 1 ist ebenfalls eine Steuerscheibe 8 vorhanden (vgl. Fig. 3), die ebenfalls einen Schlitz 9 aufweist, der für die im Kompressionszustand befindlichen Zylinder 12 den Gasweg zum Verbrennungsraum 3 freigibt; auch die Steuerscheibe 8 ist fest mit dem Gehäuse 11, wie durch die Stange 10 angedeutet, verbunden.On the other side of the cylinder disk 1 there is also a control disk 8 (cf. FIG. 3), which likewise has a slot 9 which releases the gas path to the combustion chamber 3 for the cylinders 12 in the compression state; The control disk 8 is also firmly connected to the housing 11, as indicated by the rod 10.

Es sei nun zunächst die Zylinderscheibe 1 des näheren beschrieben. Die Zylinderscheibe 1 rotiert im Gehäuse 11, ist aber zur Gehäuseachse etwas exzentrisch gelagert.The cylindrical disk 1 will now be described in more detail. The cylindrical disk 1 rotates in the housing 11, but is somewhat eccentric to the housing axis stored.

Die Zylinderscheibe 1 weist eine Vielzahl von Zylindern, z. B. acht Zylinder 12, auf. Je nach dem Durchmesser der Zylinder kann natürlich auch eine andere Zylinderzahl, z. B. sechs oder zehn, gewählt sein. In den Zylindern 12 bewegen sich Kolben 13. Die Kolben 13 sind durch Federn 14, die gegen ein Kopfstück 15 des Kolbens 13 stoßen, so gelagert, daß sie in Ruhestellung nach außen gedrückt werden.The cylindrical disk 1 has a plurality of cylinders, e.g. B. eight cylinders 12 on. Depending on the diameter of the cylinder, a different number of cylinders, e.g. B. six or ten, be selected. Pistons 13 move in the cylinders 12. The pistons 13 are supported by springs 14 which abut against a head piece 15 of the piston 13 in such a way that they are pressed outwards in the rest position.

In dem Kopfteil 15 des Kolbens 13 sind Rollen 16 gelagert, die in einem konzentrisch in einem Gehäusering angebrachten Laufring 17 laufen. Durch die Exzenteranordnung der Zylinderscheibe 1 zum Gehäuse 11 und damit auch zu dem Laufring 17 ist es notwendig, daß die Zylinderscheibe 1 zwischen den einzelnen Zylindern 12 einen Einschnitt 18 aufweist, in dem der Laufring 17 zum Eingriff kommen kann. Der Laufring 17 ist in dem Gehäuse 11 durch ein Kugellager 19 gelagert und abgestützt.In the head part 15 of the piston 13 rollers 16 are mounted, which in a running ring 17 mounted concentrically in a housing ring. Through the Eccentric arrangement of the cylinder disk 1 to the housing 11 and thus also to the race 17 it is necessary that the cylinder disk 1 between the individual cylinders 12 has an incision 18 in which the race 17 can come into engagement. The race 17 is mounted and supported in the housing 11 by a ball bearing 19.

Wenn die Zylinderscheibe 1 über die Welle 4 angetrieben wird und die Federn 14 die Kolben 13 nach außen drücken, bilden sich infolge der exzentrischen Lagerung der Zylinderscheibe 1 in einzelnen Zylindern 12 Hohlräume, in die durch die Zuleitung 6 über die Steuerscheibe 7 das Treibstoffluftgemisch einströmt.When the cylindrical disk 1 is driven via the shaft 4 and the Springs 14 press the piston 13 outward, as a result of the eccentric Storage of the cylinder disk 1 in individual cylinders 12 cavities into which through the supply line 6 flows in via the control disk 7, the fuel-air mixture.

Beim Weiterrotieren der Zylinderscheibe 1 schließt sich die Steuerscheibe 7, und gleichzeitig werden die Kolben 13 zur Mitte gedrückt, das Treibstoff-Luft-Gemisch komprimiert und gleichzeitig über die Steuerscheibe 8 in den Verbrennungsraum 3 übergeführt. In diesem wird es durch die Zündkerze 20 gezündet und nun über die Steuerscheibe 21, die gebaut ist wie die Steuerscheibe 8, und ebenfalls über eine Stange 22 mit dem Gehäuse 11 fest verbunden ist, zur Zylinderscheibe 2 geleitet.When the cylinder disk 1 continues to rotate, the control disk 7 closes, and at the same time the pistons 13 are pressed towards the center, the fuel-air mixture is compressed and at the same time transferred via the control disk 8 into the combustion chamber 3. In this it is ignited by the spark plug 20 and is now conducted to the cylinder disk 2 via the control disk 21, which is constructed like the control disk 8 and is also firmly connected to the housing 11 via a rod 22.

Die Zylinderscheibe 2 ist ebenso konstruiert wie die Zylinderscheibe 1; abweichend können die Kolben 13 unten abgeschrägt sein, wie bei 23 angedeutet ist, ebenso kann die Gegenfläche 24 der Zylinderscheibe 2 an dieser Stelle geneigt sein.The cylindrical disk 2 is constructed in the same way as the cylindrical disk 1; differently, the pistons 13 can be beveled at the bottom, as indicated at 23 is, the mating surface 24 of the cylindrical disk 2 can also be inclined at this point be.

Die Verbrennungsgase drücken auch hier die Kolben 13 nach außen, und zwar gegen den Laufring 17, so daß nun die Zylinderscheibe 2 zu rotieren beginnt, und in größter Exzenterstellung geben die Kolben 13 den Auspuffkanal 25 frei, so daß die Verbrennungsgase aus diesem abströmen können. Die Auspufföffnung 25 ist an die Auspuffleitung 26 angeschlossen. Die Zylinderscheibe 2 ist mit einer Hohlwelle 27 verbunden, die in einem Lager 28, z. B. einem Kugel-, Rollen- oder Gleitlager, läuft. Die Verbindung zwischen der Zylinderscheibe 2 mit der Hohlwelle 27 und dem Getriebe ist direkt durch Anschließen des Getriebes an die Hohlwelle 27 geschaffen.Here too, the combustion gases push the pistons 13 outwards, and although against the race 17, so that now the cylinder disk 2 begins to rotate, and in the greatest eccentric position, the pistons 13 release the exhaust duct 25, see above that the combustion gases can flow out of this. The exhaust port 25 is connected to the exhaust pipe 26. The cylindrical disk 2 has a hollow shaft 27 connected, which in a warehouse 28, for. B. a ball, roller or plain bearing, runs. The connection between the cylindrical disk 2 with the hollow shaft 27 and the The transmission is created directly by connecting the transmission to the hollow shaft 27.

Bei laufendem Betrieb, also nach Abschalten des Anlassers, muß eine Verbindung zwischen den Zylinderscheiben 1 und 2 bestehen. Diese wird durch den Steuerdorn 29 (vgl. Fig. 4 bis 6) geschaffen, der in einen Hohlraum 30 der Welle 4 eingreift. Der Steuerdorn 29 ist auf dem Teil, in dem er durch die Hohlwelle 27 geführt ist, mit vorspringenden Rippen 31 versehen, die in Innennuten 32 der Hohlwelle 27 eingreifen.During operation, i.e. after the starter has been switched off, there must be a connection between the cylinder disks 1 and 2. This is created by the control pin 29 (cf. FIGS. 4 to 6), which engages in a cavity 30 of the shaft 4. On the part in which it is guided through the hollow shaft 27, the control pin 29 is provided with projecting ribs 31 which engage in internal grooves 32 of the hollow shaft 27.

Die Verbindung zwischen dem Steuerdorn 29 und der Welle 4 wird über Reibungsflächen 33 und 34 bewirkt. Auf der Hohlwelle 27 ist eine Fliehkraftkupplung 35 (Fig. 7) angebracht, die bei ausreichender Drehgeschwindigkeit der Zylinderscheibe 2, bei der der Anlasser nicht mehr erforderlich ist, über eine Zahnradkupplung 36, 37 den Steuerdorn 29 zum Eingreifen der Reibungsflächen 33 und 34 vorschiebt und gleichzeitig in an sich bekannter Weise, z. B. durch einen Zentrifugalschalter, den Anlasser abschaltet. Verlangsamt sich die Drehgeschwindigkeit der Zylinderscheibe 2, so wird die Fliehkraftkupplung 35 durch eine Feder 38 automatisch wieder abgeschaltet, und der Anlasser könnte wieder wirksam werden, wenn er erneut von Hand betätigt wird.The connection between the control pin 29 and the shaft 4 is via Friction surfaces 33 and 34 causes. On the hollow shaft 27 is a centrifugal clutch 35 (Fig. 7) attached, with sufficient rotational speed of the cylinder disk 2, in which the starter is no longer required, via a gear clutch 36, 37 advances the control mandrel 29 to engage the friction surfaces 33 and 34 and at the same time in a manner known per se, for. B. by a centrifugal switch, turns off the starter. The rotational speed of the cylindrical disk slows down 2, the centrifugal clutch 35 is automatically switched off again by a spring 38, and the starter could be activated again if manually operated again will.

Nach einer besonderen Ausführungsform (vgl. Fig. 8 und 9) kann die Steuerscheibe 21 an Stelle des Schlitzes 9 mit einer Anzahl von Bohrungen 39 versehen sein. In diesem Fall ist es zweckmäßig, hinter der fest mit dem Gehäuse verbundenen Steuerscheibe 21 vor der Zylinderscheibe 2 noch zusätzlich eine von Hand regulierbare Steuerscheibe 40 vorzusehen, die mit einer Ringnut 41 ausgerüstet ist und nur eine einzige durchgehende Bohrung 42 aufweist, die an der Ringnut 41 ansetzt.According to a special embodiment (see. Fig. 8 and 9) can Control disk 21 is provided with a number of bores 39 instead of slot 9 be. In this case, it is advisable behind the firmly connected to the housing Control disk 21 in front of the cylinder disk 2 also has a manually adjustable one Provide control disk 40, which is equipped with an annular groove 41 and only one has a single through hole 42 which attaches to the annular groove 41.

Hierdurch kann man mehrere Bohrungen 39 der Steuerscheibe 21 mit der Ringnut 41 verbinden, und erst wenn die Bohrung 42 freigegeben ist, kann das Verbrennungsgas in die Zylinder der Zylinderscheibe 2 übertreten.This allows several holes 39 of the control disk 21 with the Connect the annular groove 41, and only when the bore 42 is released, the combustion gas Pass into the cylinder of the cylinder disk 2.

Hierdurch kann man eine gewisse Verzögerung des Antriebs der Zylinderscheibe 2 hervorrufen, ja eventuell sogar einen Rückwärtsgang des Motors erzielen, so daß in diesem Fall eine Rückwärtsschaltung über ein Getriebe überflüssig wird.This can cause a certain delay in the drive of the cylinder disk 2 cause, yes possibly even achieve a reverse gear of the engine, so that In this case, a reverse shift via a transmission is superfluous.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer Brennkraftkolbenmaschine mit sternförmig angeordneten Zylindern gegenüber den bekannten Kolbenmaschinen dieser Art liegt in dem Fortfall der Kupplung und deren Ersatz durch einen in bestimmter Weise gesteuerten Steuerdorn, ferner darin, daß die Zylinderscheibe 1 schon arbeiten kann, wenn die Zylinderscheibe 2 sieh noch in Ruhe befindet, da,sie mit der Antriebswelle fest verbunden ist. Ermöglicht wird dies dadurch, daß die Kolben der Zylinderscheiben 1 und 2 je einen eigenen Laufring 17 aufweisen. Der Schlitz 9 in der Steuerscheibe 21 gestattet die Sammlung der Gasenergie aus mehreren Ver-brennungskammern und deren Weitergabe unter gleichmäßigem Druck an die Zylinderscheibe 2.The advantage of the design according to the invention of an internal combustion piston engine with cylinders arranged in a star shape over the known piston engines of this type lies in the elimination of the clutch and its replacement by a control mandrel controlled in a certain way, and also in the fact that the cylinder disk 1 can already work when the cylinder disk 2 is visible is still at rest because it is firmly connected to the drive shaft. This is made possible by the fact that the pistons of the cylinder disks 1 and 2 each have their own race ring 17. The slot 9 in the control disk 21 allows the gas energy to be collected from several combustion chambers and passed on to the cylinder disk 2 under uniform pressure.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Internal combustion piston engine with star-shaped rotating cylinders arranged in two cylinder disks, e.g. B. six or eight cylinders in each disk, are arranged, and with a circumferential with the first cylinder disk combustion chamber with spark plug, both circular cylinder disks in a fixed housing ring eccentrically arranged to them, characterized in that the cylinder serving exclusively for compression containing first cylinder disk (1) and the associated combustion chambers (3) fixed to a shaft (4) connected to a starter motor and the second cylinder disk (2) containing cylinders serving exclusively for expansion and blowing out the combustion gases and delivering a useful power Shaft (27) are connected, that a control pin (29) is also present in the latter as a connection between the two shafts (4 and 27) engaging via surfaces (33, 34), which is set so that it serves as a clutch replacement, both disks (1 and 2) only connect to each other when the disk (1) be has already reached a certain number of revolutions, and that furthermore the pistons (13) of the two disks (1 and 2) are encompassed by races (17) rotating concentrically in the stationary housing rings (11). z. Internal combustion piston engine according to claim 1, characterized by one on each side of the combustion chambers (3) acting as a seal against the cylinder (12) control discs (8, 21) provided with slots (9) and firmly connected to the stationary housing (11) are. 3. Internal combustion piston engine according to claims 1 and 2, characterized in that the pistons (13) arranged in the cylinders (12) are pressed outwardly by springs (14) acting on a piston head (15) and via rollers (16) are in communication with the races (17) which run concentrically around the stationary housing rings (11) and are connected to the stationary housing rings (11) via balls (19). 4. Internal combustion piston engine according to claims 1 to 3, characterized in that a control disc (7) firmly connected to the shaft bearing (5) is present between the feed line (6) for the fuel-air mixture and the rotating first cylinder disc (1) . 5. Internal combustion piston machine according to claims 1 to 4, characterized in that on the hollow shaft (27) there is a centrifugal clutch (35) with a gear clutch (36,37 ) for axially moving the control mandrel (29) and engaging. 6. Internal combustion piston engine according to claims 1 to 5, characterized in that the control pin (29) is equipped with longitudinal springs (31) which engage in internal grooves (32) of the hollow shaft (27). 7. Internal combustion piston engine according to claims 1 to 6, characterized in that in addition to the fixed control disc (21) a manually adjustable control disc (40) with an annular groove (41) and a single through hole (42) is present and that in this case the fixed control disc (21) is equipped with a slot with bores (39) instead. Documents considered: French Patent Amendment No. 24,798; U.S. Patent No. 1575504.