DE1300121B

DE1300121B - Internal combustion engine

Info

Publication number: DE1300121B
Application number: DER39727A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Adolf; Roth
Original assignee: ROTH GEB MATTERN FRANZISKA
Current assignee: ROTH GEB MATTERN FRANZISKA
Priority date: 1965-01-25
Filing date: 1965-01-25
Publication date: 1969-07-31

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit zwei Paaren von ineinander übergehenden Zylindern und in jedem Zylinderpaar mit zwei gegenläufigen, doppeltwirkenden Kolben, die mit durch Schlitze der Zylinder herausgeführten Kolbenbolzen durch an diesen gelenkig angreifende Pleuelstangen mit beiderseits der Zylinder befindlichen Kurbeln verbunden sind, welche zu einer gemeinsamen, an den. Zylinderpaaren vorbeigeführten Abtriebswelle gehören, wobei jeder Kolben eines Zylinderpaares sich im gleichen Sinn wie der benachbarte Kolben des anderen Zylinderpaares bewegt und die äußeren Brennräume des einen Zylinderpaares mit den äußeren Brennräumen des anderen Zylinderpaares verbunden sind.The invention relates to an internal combustion engine with two pairs of merging cylinders and in each cylinder pair with two counter-rotating, double-acting pistons with piston pins inserted through slots in the cylinder by connecting rods with articulated engagement on both sides of the cylinder located cranks are connected, which to a common, to the. Cylinder pairs output shaft passed by, each piston of a pair of cylinders moves in the same sense as the adjacent piston of the other cylinder pair and the outer combustion chambers of one pair of cylinders with the outer combustion chambers of the other pair of cylinders are connected.

Bei einer bekannten Brennkraftmaschine dieser Art (USA.-Patentschrift 3 010 440, F i g. 4 und 5) hat jede der beiderseits der Zylinder befindlichen Kurbeln, die Bestandteile einer zwischen den Zylinderpaaren hindurchgeführten Welle sind, nur eine Kröpfung, an der zwei V-artig angeordnete Pleuelstangen angreifen. Diese gehen von einseitig _ abstehenden Kolbenbolzen zweier Kolben aus, die verschiedenen Zylinderpaaren zugeordnet und einander benachbart sind. Hiermit ist der Nachteil verbunden, daß die Kolben wegen des einseitigen Kraftangriffes Verkantungsmomenten ausgesetzt sind. Außerdem sind die beiden Kurbeln durch die Pleuelstangen einseitig belastet, was eine hohe Beanspruchung der Kurbellager und einen unruhigen Lauf der Maschine zur Folge hat. Ferner muß wegen der Kinematik der V-artig angeordneten Pleuelstangen in Kauf genommen werden, daß die Kolben nicht völlig übereinstimmend mit den ihnen benachbarten Kolben laufen.In a known internal combustion engine of this type (USA.-Patent 3,010,440, Fig. 4 and 5) each of the cranks on either side of the cylinder has, are the components of a shaft passed between the cylinder pairs, only one crank on which two connecting rods arranged in a V-like manner engage. These are based on one-sided protruding piston pins of two pistons, the different ones Cylinder pairs are assigned and adjacent to each other. That’s the downside connected that the piston due to the one-sided force application canting moments are exposed. In addition, the two cranks are one-sided due to the connecting rods burdened, which a high stress on the crank bearings and a restless running of the Machine. Furthermore, it must be arranged in a V-like manner because of the kinematics Connecting rods are accepted that the pistons do not completely match run with the pistons adjacent to them.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der genannten Art so zu gestalten, daß die Kraftübertragungsglieder und die Gleitflächen in den Zylindern möglichst wenig beansprucht werden und ein ruhiger Lauf der Maschine erzielt wird.In contrast, the invention is based on the object of an internal combustion engine of the type mentioned so that the power transmission members and the sliding surfaces The cylinders are stressed as little as possible and the machine runs smoothly is achieved.

Das wird dadurch erreicht, daß in an sich bekannter Weise die beiderseits jedes Zylinderpaares befindliehen Kurbeln je zwei um 18Q° gegeneinander versetzte Kröpfungen aufweisen, die durch je eine Pleuelstange mit den Enden von durch die Kolben hindurchgesteckten Kolbenbolzen verbunden sind, und daß sämtliche Kurbeln in weiter, an sich bekannter Weise unter Vermittlung von seitwärts der Zylinderpaare angeordneten Zahnrädergetrieben mit der Abtriebswelle verbunden sind. Dabei ist zweckmäßig die mittlere Wange jeder Kurbel als Zahnrad ausgebildet.This is achieved in that, in a known manner, both sides Each pair of cylinders has two cranks offset from one another by 18Q ° Have crankings, each by a connecting rod with the ends of through the Piston inserted piston pin are connected, and that all cranks in a further, per se known manner with mediation from the side of the cylinder pairs arranged gear drives are connected to the output shaft. It is the middle cheek of each crank is expediently designed as a gear.

Es ist an sich bei einer Brennkraftmaschine mit nur einem Paar von ineinander übergehenden Zylindern bekannt (USA.-Patentschrift 1152 561), zwei gegenläufige Kolben auf jeder Seite des Zylinderpaares durch Pleuelstangen mit zwei Kurbeln zu verbinden, die je zwei um 18Q° gegeneinander versetzte Kröpfungen haben. Doch sind diese Kurbeln Bestandteile einer Welle, die durch die Zylinder hindurchgeführt ist. Dabei ist die Welle im Innern der Zylinder zum Schutz gegen Erhitzung von einem Kühlmantel umgeben, wodurch der Brennraum zwischen den beiden Kolben beeinträchtigt wird.In an internal combustion engine with only one pair of cylinders that merge into one another, it is known (US Pat. No. 1152 561) to connect two opposing pistons on each side of the cylinder pair by connecting rods with two cranks, each of which has two cranks offset by 180 ° to have. But these cranks are part of a shaft that runs through the cylinder. The shaft inside the cylinder is surrounded by a cooling jacket to protect it against overheating, which affects the combustion chamber between the two pistons.

Ferner ist es bei einer Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderpaaren und zwei Kurbeln an sich bekannt (britische Patentschrift 861769), die beiden Kurbeln unter Vermittlung eines Zahnrädergetriebes auf einer Seite der Zylinderpaare mit einer gemeinsamen Abtriebswelle zu verbinden. Doch liegt hierbei jede Kurbel in einem Zwischenraum zwischen den Zylindern eines Zylinderpaares, so daß diese Zylinder entsprechend weit auseinandergezogen sind. Auch sind die Kolben nur einfachwirkend. Der Motor hat demgemäß verhältnismäßig große Abmessungen je Leistungseinheit.It is also the case with an internal combustion engine with two pairs of cylinders and two cranks known per se (British patent specification 861769), the two cranks with the mediation of a gear train on one side of the cylinder pairs to connect a common output shaft. But here every crank is in a space between the cylinders of a pair of cylinders, so that these cylinders are pulled apart accordingly. The pistons are also only single-acting. The motor accordingly has relatively large dimensions per power unit.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dar, und zwar zeigt F i g. 1 eine Brennkraftmaschine in einem durch die Mittellinien zweier Zylinderpaare gelegten Schnitt, bei welcher sich die vier Kolben. in den äußeren Endstellungen befinden, und F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II-11 in F i g. 1 durch dieselbe Maschine, bei welcher sich die Kolben aber in den inneren Endstellungen befinden.The drawing represents an embodiment of the subject matter of the invention , namely, FIG. 1 an internal combustion engine in one through the center lines two pairs of cylinders laid section, in which the four pistons. in the outer end positions are, and F i g. 2 shows a section along line II-11 in Fig. 1 by the same machine, but in which the pistons are in the inner End positions.

Die beiden Zylinderpaare werden gebildet durch zwei Zylinderblöcke 1, 2, die in einer Querebene 3 spiegelbildlich zueinander zusammengebaut sind. Die Zylinder 4, 5 bzw. 6, 7 jedes Zylinderblockes 1 und 2 sind spiegelbildlich zu der Längsmittelebene 8 der Maschine angeordnet, und zwar derart, daß die Mittellinien je zweier Zylinder 4, 5 bzw. 6, 7 nach außen hin konvergieren. Innerhalb jedes Zylinders 4, 5, 6, 7 ist je ein. doppeltwirkender Kolben 9, 10, 11 bzw. 12 geführt. Hierdurch werden in jedem Zylinderpaar drei Brennräume gebildet. Ein mittlerer Brennraum besteht aus den beiden inneren, ineinander übergehenden Brennräumen 13, 15 bzw. 14, 16 der aneinander anschließenden Zylinder 4, 6 bzw. 5, 7.The two cylinder pairs are formed by two cylinder blocks 1, 2, which are assembled mirror images of each other in a transverse plane 3. the Cylinders 4, 5 and 6, 7 of each cylinder block 1 and 2 are a mirror image of that Arranged longitudinal center plane 8 of the machine, in such a way that the center lines two cylinders 4, 5 or 6, 7 each converge towards the outside. Inside each cylinder 4, 5, 6, 7 is one each. double-acting piston 9, 10, 11 or 12 out. Through this three combustion chambers are formed in each cylinder pair. There is a middle combustion chamber from the two inner, merging combustion chambers 13, 15 and 14, 16 of the adjoining cylinders 4, 6 or 5, 7.

Die äußeren Brennräume 17, 18, 19, 20 werden durch die Zylinderdeckel 21, 22 abgeschlossen. In diesen Zylinderdeckeln befinden sich Ausnehmungen 23 bzw. 24, durch die je zwei benachbarte äußere Brennräume 17, 18 bzw. 19, 20 miteinander verbunden sind.The outer combustion chambers 17, 18, 19, 20 are closed off by the cylinder covers 21, 22. In these cylinder covers there are recesses 23 and 24, respectively, through which two adjacent outer combustion chambers 17, 18 and 19, 20 are connected to one another.

Jeder der vier Zylinder 4, 5, 6, 7 hat zwei Gruppen von Einlaß- oder Auslaßschlitzen. Wie F i g. 1 zeigt, sind die einander diagonal gegenüberliegenden Zylinder 4 und 7 ausschließlich mit Einlaßschlitzen Eu und E,, versehen, während sich in den: beiden anderen Zylindern, 5 und 6, nur Auslaßschlitze Au und As, befinden. Bei den äußeren. Endstellungen der vier Kolben 9, 10, 11, 12 gemäß F i g. 1 werden die äußeren Schlitze E" und Au von den Kolben überdeckt. Die inneren Schlitze E,. und A,. werden hingegen innerhalb der inneren Brennräume 13, 14, 15, 16 von den Kolben freigegeben. Infolgedessen tritt durch die Schlitze E,, der inneren Arbeitsräume 13, 16 Spülluft ein. Diese tritt in die anschließenden, inneren Brennräume 15 bzw. 14 über und entweicht aus diesen durch die betreffenden Schlitze A... Each of the four cylinders 4, 5, 6, 7 has two groups of inlet or outlet ports. Like F i g. 1 shows, the cylinders 4 and 7, which are diagonally opposite one another, are provided exclusively with inlet slots Eu and E ,, while in the other two cylinders, 5 and 6, only outlet slots Au and As are located. With the outer ones. End positions of the four pistons 9, 10, 11, 12 according to FIG. 1, the outer slots E "and Au are covered by the pistons. The inner slots E,. And A,., On the other hand, are released by the pistons within the inner combustion chambers 13, 14, 15, 16. As a result, the slots E" of the inner working spaces 13, 16, scavenging air enters the adjoining, inner combustion spaces 15 and 14 and escapes from these through the relevant slots A ...

Bei den inneren Endstellungen der Kolben nach F i g. 2 sind die inneren Schlitze Es, und A,, von den Kolben überdeckt, während die äußeren. Schlitze E" und A" in den äußeren Brennräumen, z. B. 17, 19 von den Kolben 9 bzw. 11, freigegeben werden. Infolgedessen tritt in die äußeren Brennräume 17, 20 durch die Einlaßschlitze E" Spülluft ein, diese tritt durch die Ausnehmungen 23 bzw. 24 in die äußeren Brennräume 18 bzw. 19 der benachbarten Zylinder über und entweicht aus diesen durch die Schlitze A".In the inner end positions of the pistons according to FIG. 2 the inner slots Es, and A ,, are covered by the piston, while the outer. Slots E "and A" in the outer combustion chambers, e.g. B. 17, 19 of the piston 9 and 11, respectively, are released. As a result, scavenging air enters the outer combustion chambers 17, 20 through the inlet slots E "; it passes through the recesses 23 and 24 into the outer combustion chambers 18 and 19 of the adjacent cylinders and escapes from them through the slots A".

Jeder Kolben 9, 10, 11, 12 weist einen quer durch ihn gesteckten Kolbenbolzen 25, 26, 27, 28 auf, der beiderseits durch Ausnehmungen 29, 30 in den Zylindern hindurchgreift. Diese Ausnehmungen sind so lang, daß sie die Hubbewegungen der Kolbenbolzen 25, 26, 27, 28 gestatten. Die Länge der Kolben ist dabei so bemessen, daß diese in allen Stellungen die Ausnehmungen 29, 30 überdecken.Each piston 9, 10, 11, 12 has a piston pin inserted transversely through it 25, 26, 27, 28, which extends through recesses 29, 30 in the cylinders on both sides. These recesses are like that long that they can lift the piston pin 25, 26, 27, 28 allow. The length of the piston is dimensioned so that this cover the recesses 29, 30 in all positions.

Beiderseits jedes Zylinderpaares (4, 6; 5, 7) befinden sich zweifach gekröpfte Kurbeln. Das Kurbelpaar hat eine gemeinsame Drehachse, die in der Querebene 3 liegt. Jede Kurbel hat eine innere Wange 31 in Form einer kreisförmigen Scheibe, die in einer entsprechenden Ausnehmung einer in die Zylinderwandung eingesetzten Pfanne 32 drehbar gelagert ist, und eine äußere Wange 33. An dieser sitzt ein Zapfen 34, der in einem an das Motorgehäuse angeflanschten Schild 35 gelagert ist. Jede Kurbel hat ferner eine mit einer Stirnverzahnung versehene mittlere Wange 36. Diese ist durch Kurbelzapfen mit den beiden Wangen 31, 33 derart verbunden, daß sich zwei um 1&0° gegeneinander versetzte Kröpfungen ergeben. An jedem Kurbelzapfen greift eine Pleuelstange 37, 38 an, die auf dem betreffenden Ende des zugehörigen Kolbenbolzens 25, 26, 27, 28 gelagert ist. Da der Kolbenbolzen 25 zu den weiter außen liegenden Pleuelstangen 37 gehört, muß er etwas länger sein als der Kolbenbolzen 27.There are two pairs of cylinders on both sides of each pair of cylinders (4, 6; 5, 7) cranked cranks. The pair of cranks has a common axis of rotation, which is in the transverse plane 3 lies. Each crank has an inner cheek 31 in the form of a circular disc, which is inserted in a corresponding recess in the cylinder wall Pan 32 is rotatably mounted, and an outer cheek 33. A pin sits on this 34, which is mounted in a shield 35 flanged to the motor housing. Every The crank also has a central cheek 36 provided with face teeth. This is connected by crank pin with the two cheeks 31, 33 such that two offset by 1 & 0 °. Engages on every crank pin a connecting rod 37, 38, which is on the relevant end of the associated piston pin 25, 26, 27, 28 is mounted. Since the piston pin 25 to the further outlying Belonging to connecting rod 37, it must be slightly longer than piston pin 27.

Auf jeder Seite der beiden. Zylinderpaare sind die beiden übereinander angeordneten, mittleren Wangen 36 durch ihre Stirnverzahnungen mit einem gemeinsamen Zahnrad 39 verbunden. Die beiderseitigen Zahnräder 39 sitzen fest auf einer gemeinsamen Abtriebswelle 40. Diese und die Zahnräder 39 sind in F i g. 2 der Übersichtlichkeit halber versetzt angeordnet gezeichnet. Die Abtriebswel.le 40 ist, wie F i g. 1 zeigt, durch den keilförmigen Zwischenraum zwischen beiden Zylindern 4 und 5 hindurchgeführt. Sie trägt an einem Ende ein Schwungrad 41 und überträgt die Leistung auf eine anzutreibende Welle eines Fahrzeuges oder einer Maschine. Durch die beschriebenen Kraftübertragungsmittel werden Schwinghebel vermieden, die bei einer bekannten Brennkraftmaschine benötigt werden und dort seitliche öffnunaen der Kolben erfordern.On either side of the two. Cylinder pairs are the two on top of each other arranged, middle cheeks 36 through their spur teeth with a common Gear 39 connected. The two-sided gears 39 sit firmly on a common Output shaft 40. This and the gears 39 are shown in FIG. 2 for clarity half staggered drawn. The Abtriebswel.le 40 is, as F i g. 1 shows passed through the wedge-shaped space between the two cylinders 4 and 5. It carries a flywheel 41 at one end and transmits the power to one to be driven Shaft of a vehicle or machine. Through the power transmission means described rocker arms, which are required in a known internal combustion engine, are avoided and there require lateral openings of the pistons.

Bei der beschriebenen Brennkraftmaschine, die im Zweitaktverfahren arbeitet, erhält man bei jeder vollen Umdrehung der Kurbeln in jedem Zylinderpaar vier Arbeitshübe, also insgesamt acht Arbeitshübe. Denn wenn sich die vier Kolben 9, 10, 11, 12 aus ihren inneren Endlagen (F i g. 2) nach außen bewegen, wird in allen vier inneren Brennräumen 13, 14, 15, 16 Arbeit geleistet. Dementsprechend wird, wenn sich die vier Kolben aus den äußeren Endstellungen (F i g. 1) nach innen. bewegen, in den vier äußeren Brennräumen 17, 18, 19, 20 Arbeit geleistet.In the case of the internal combustion engine described, which operates in the two-stroke process works, you get with each full turn of the cranks in each cylinder pair four working strokes, so a total of eight working strokes. Because when the four pistons 9, 10, 11, 12 out of their inner end positions (Fig. 2) move outwards, is shown in all four inner combustion chambers 13, 14, 15, 16 work done. Accordingly when the four pistons move inwards from the outer end positions (FIG. 1). move, in the four outer combustion chambers 17, 18, 19, 20 work done.

Dadurch, daß je zwei benachbarte Zylinder 4, 5, und 6, 7 schräg zueinander verlaufen in der Weise, daß ihre äußeren Enden nahe beieinander liegen, werden die durch die Ausnehmungen 23, 24 bedingten Toträume auf ein Mindestmaß beschränkt.The fact that two adjacent cylinders 4, 5, and 6, 7 are inclined to one another run in such a way that their outer ends are close together, the limited by the recesses 23, 24 caused dead spaces to a minimum.

Claims

Claims: 1. Internal combustion engine with two pairs of cylinders merging into one another and in each cylinder pair with two counter-rotating, double-acting pistons, which are connected to piston pins led out through slots in the cylinders by connecting rods which are articulated on them and which have cranks on both sides of the cylinders , belong to the output shaft guided past the cylinder pairs, whereby each piston of a cylinder pair moves in the same direction as the adjacent piston of the other cylinder pair and the outer combustion chambers of one cylinder pair are connected to the outer combustion chambers of the other cylinder pair at. As is known, the cranks on both sides of each pair of cylinders (4, 5, 6, 7) each have two crankings offset by 180 'from one another, each of which is connected by a connecting rod (37, 38) to the ends of the pistons (9, 10, 11, 12) inserted piston pins (25, 26, 27, 28) are connected, and that all cranks in next, on. are connected to the output shaft (40) in a known manner by means of gear drives arranged to the side of the cylinder pairs. z. Internal combustion engine according to Claim 1, characterized in that the central cheek (36) of each crank is designed as a gearwheel (39).