DE1451683A1

DE1451683A1 - Internal combustion engine

Info

Publication number: DE1451683A1
Application number: DE19641451683
Authority: DE
Inventors: Frank Stelzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-10-07
Filing date: 1964-07-11
Publication date: 1969-02-06

Description

iüMik Hanau - dil-inq. a»no schmidt; monchen iüMik Hanau - dil-inq. a »no schmidt; monks

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P Ü 51 tii.i P Ü 51 tii.i 21. Oktober 1968October 21, 1968

Frank Stelzet, äanau/Hain Str/Jg - 8113Frank Stelzet, äanau / Hain Str / Jg - 8113 BrennkraftmaschineInternal combustion engine

Die Erfindung bezieht sich auf eine doppelt wirkende Freiflugkolbenmaschine mit axial innen liegenden Ladekammem und axial außen liegenden Brennkammern. Eine derartige, im Zweitaktverfahren arbeitende Maschine ist bekannt (schweizerische Patentschrift 123 38öj. Ein Kolben eines doppelt wirkenden Kompressor! iit hierbei mit einem Kolben des Verbrennungsmotors starr verboMeil. Die Anlage ist unsymmetrisch and hat eine angleiche Massen·*, Last- und Volumenverteilüng der einzelnen Kammern. Diese Nachteile beeinträchtigen die Funktionsfänlgkeit der Maschine. Eiöfe ändere bekannte Anbfdnang (französische Patentschrift l 232 Ü4§) ist zwar symmetrisch; es lassen iiisfi aber keine hohen kolbenfrequenzen erzielen.The invention relates to a double-acting free-flight piston machine with axially inner loading chambers and axially external combustion chambers. Such a machine working in the two-stroke process is known (Swiss Patent 123 38öj. A piston of a double acting Compressor! iit here rigidly verboMeil with a piston of the internal combustion engine. The system is unbalanced and has an equal mass · *, load and volume distribution of the individual chambers. These disadvantages affect the functionality of the machine. Eiöfe change known approach (French patent specification 1,232 Ü4§) is symmetrical; it however, iiisfi do not allow high piston frequencies to be achieved.

dei irfinddidg wird vorgeschlagen, axial von innen Üäch ansei ringförmige Ladekammern, ringförmige Brennkammern und ringförmig· KompreABbrkamnern symmetriich zueinander aüszu- und ahtüordnen. In den Ladekammern, Brennkammern und erstreckt ilen ein einziger durchgehender, freifiiegender fitüfenkölbeh, der zu seiner radialen MitteliimmetrlBCh ist. Bii tade- and Brennkamlern bilden mit d«m Stufenkolben ftibgkammem. jededei irfinddidg is suggested, axially from the inside Üäch ansei annular loading chambers, annular combustion chambers and ring-shaped KompreAB combustion chambers symmetrically to one another and ahtüorder. In the loading chambers, combustion chambers and extends ilen a single, continuous, free-flowing fitüfenkölbeh, which is to its radial central diameter. Form bidding and burning chambers with the stepped piston ftibgkammem. every

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL PATEOTANWAlXMrLHNQLJaACKM STlMSSE. MAMMU 1 4 5 T 6 8 3PATEOTANWALXMrLHNQLJaACKM STlMSSE. MAMMU 1 4 5 T 6 8 3

1st von der zugehörigen Bit mil .immer aar über eine ringförmige Stufe des Stufenkolbens getrennt: and Über einem kurzen Überströmkanal verbunden. Durch die auf diese Welse erhaltene Symmetrie ergeben sich bei jedem Hob gleiche Lade- und Expansionsverhältnisse and gleiche Massenbedingungen. Im Ergebnis zeichnet sich die Maschine gemäß der Erfindung durch, einen ruhigen Lauf aus.1st from the associated bit mil. Always aar over an annular Step of the stepped piston separated: and connected via a short transfer channel. Through the received on these catfish Symmetry results in the same loading and Expansion ratios and equal mass conditions. As a result, the machine according to the invention is characterized by a quiet run.

Die Lade- and Brennkammern bilden mit den zugehörigen Kolbenstücken den Kraftteil der Maschine. Der Arbeitsteil der Haschine, der Kompressor, 1st In Form von axial außen liegenden Zylinderräumen verwirklicht, im die sich die axial außen liegenden Kolbenstücke hinein ecken. Diese Zylinderräume werden mit VentilenThe loading and combustion chambers with the associated piston pieces form the power part of the machine. The working part of the Haschine, the compressor, is realized in the form of axially external cylinder chambers, in which the axially external ones Corner the lying piston pieces. These cylinder spaces are filled with valves

Der Kraftteil der Maschine, arbeitet im Zweitaktprinzip und im Gegentakt. Zu diesem Zweck weist jede Xadekammer einen Einlaß* und einen Auslaßschlitz auf. Die Ladekaamer ist mit der zugehörigen Brennkammer durch einen überströmkanal verbunden, und jede Brennkammer 1st mit einem Auslaßschlitz versehen. Der an den Schlitzen vorbeibewegte Kolben steuert den Prozeß. Gegenüber herkömmlichen Zweitaktmotoren ergibt sich der Vorteil, daß keine Pleuelstangen and Kurbeln notwendig sind. Nach der Erfindung arbeitet ein einziger Kolben in zwei Verbrennungsräumen im Gegentakt. Die bewegte Masse 1st klein und deshalb höher verdichtet und kann exakter gesteuert werden, als dies bei üblichen Zweitaktmotoren der Fall ist. Es braucht auch nicht über ein Kurbelwellengehäuse angesaugt und vorverdichtet zu werden. Für die Vorverdichtung ist nach der Erfindung ein genau definierter Verdichtungsraum vorgesehen.The power part of the machine works in the two-stroke principle and in Push-pull. For this purpose, each loading chamber has an inlet * and an outlet slot. The charging chamber is connected to the associated combustion chamber by an overflow channel, and each combustion chamber is provided with an outlet slot. The piston that moves past the slots controls the process. Compared to conventional two-stroke engines, there is the advantage that that no connecting rods and cranks are necessary. According to the invention, a single piston works in two combustion chambers in push-pull. The moving mass is small and therefore higher compression and can be controlled more precisely than is the case with conventional two-stroke engines. It also takes not to be sucked in and pre-compressed via a crankshaft housing. For the pre-compression is a according to the invention precisely defined compression space provided.

Heitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung.Further advantages and details of the invention result from the following description of the drawing.

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PATEMTANWALT MPL-INQ. JOACHIM STRASSE. HANAU 1 4 S 1 6 8PATENT ADVERTISER MPL-INQ. JOACHIM STREET. HANAU 1 4 S 1 6 8

Es zeigen:Show it:

FIgV 1 eine Systemdarsteilung im Schnitt undFIgV 1 a system representation in section and

Fig. 2 im Längsschnitt eine bevorzugte Aus führung s form der Erfindung·Fig. 2 in longitudinal section a preferred embodiment of the s shape Invention·

Das Prinzip der Maschine ist in Flg. 1 dargestellt, in einem stufenförmig abgesetzten Zylinderraum 10, der durch eine Wand 12 begrenzt ist, befindet sich ein stufenförmig abgesetzter Freikolben 14. Der Kolben 14 ist axial frei bewegbar und besteht aus einem Mittelstück 16 sowie aus zwei Kraftkolbenringen 18 und aus zwei Arbeitskolbenstücken 20. Jeder Kraftkolbenring 18 und jedes Arbeitskolbenstück 20 haben verschiedenen Durchmesser. Die Durchmesser der Kraftkolbenringe und der Arbeitskolbenstücke untereinander sind gleich. Das Mittelstück 16 ist im Durchmesser kleiner als die angrenzenden Arbeitskolbenringe, vorzugsweise gleich groß mit den Arbeitskolbenstücken.The principle of the machine is shown in Flg. 1 shown in a stepped stepped cylinder chamber 10, which is through a Wall 12 is limited, there is a stepped stepped free piston 14. The piston 14 is axially freely movable and consists of a center piece 16 as well as two power piston rings 18 and two working piston pieces 20. Each Power piston ring 18 and each working piston piece 20 have different diameters. The diameters of the power piston rings and the working piston pieces are identical to one another. The middle piece 16 is smaller in diameter than the adjacent ones Working piston rings, preferably of the same size as the working piston pieces.

Der Zy linder raum 10 weist ein Mittelteil 22 auf, in dem das Mittelstück 16 geführt wird. An beiden Seiten schließt symmetrisch je ein Raum an, der von dem in diesem Raum geführten Kraftkolbenring 18 in je eine nach innen weisende Ladekammer 24 und in je eine nach außen weisende Brennkammer 26 unterteilt wird. An den äußeren Enden des Zylinderraums 10 befinden sich die Arbeitszylinder 28, in welche sich die Arbeitskolbenstücke 20 hinein- und herausbewegen.The cylinder chamber 10 has a central part 22 in which the central piece 16 is guided. Closes on both sides symmetrically, one space each, from the power piston ring 18 guided in this space into a charging chamber 24 pointing inwards and a combustion chamber 26 pointing outwards is divided. At the outer ends of the cylinder space 10 are the working cylinders 28 into which the working piston pieces 20 move in and out.

Zum Betrieb der Maschine sind weitere Elemente erforderlich, die In Fig. 2 eingezeichnet sind. Die bereits anhand der Fig. 1 erläuterten Teile sind mit gleichen Bezugszahlen belegt. Jede Ladekammer 24 besitzt einen Einlaßschlitz 3O, dessen Zuführungskanal mit einer nicht dargestellten herkömmlichen Brennstoffvergaser- oder Brennstoffeinspfitzeinrich-Further elements, which are shown in FIG. 2, are required to operate the machine. The already based on the Fig. 1 explained parts are given the same reference numerals. Each loading chamber 24 has an inlet slot 3O, its feed channel with a conventional fuel gasifier or fuel injection device, not shown

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PATENTANWALT DIPl.-INQ. JOACHIM STRASSE, HANAW ^ 1451683PATENTANWALT DIPl.-INQ. JOACHIM STREET, HANAW ^ 1451683

tung verbunden ist. An einem Auslaßschlitz 32 schließt sich ein überströmkanal 34 an, der in einem Einströmschlitz 36 in der Wand zur Brennkammer 26 eingelassen ist. Für den Austritt der Verbrennungsgase ist ein Auslaßschlitz 38 vorgesehen. Die Steuerung der Schlitze, d. h. das öffnen und Schließen, erfolgt durch den Kolbenring 18. Alle Kolbenstücke tragen Kolbenringe 40. In die Brennkammern 26 sind Zündhilfen, wie ölkerzen oder Zündkerzen 42, eingeschraubt.is connected. At an outlet slot 32, an overflow channel 34 connects, which is in an inflow slot 36 in the wall to the combustion chamber 26 is let in. An outlet slot 38 is provided for the exit of the combustion gases. The control of the slots, i. H. the opening and closing is done by the piston ring 18. All piston pieces wear piston rings 40. In the combustion chambers 26, ignition aids such as oil or spark plugs 42 are screwed.

Die Arbeltszylinder 28 sind als Kompressionskammern ausgebildet, in denen ein beliebiges Medium, wie Luft, Wasser oder öl, vom Arbeitskolbenstück 20 im Gegentakt angesaugt bzw. verdichtet wird. Jeder Zylinder 28 ist deshalb mit einem Einlaßventil 44 und einem Auslaßventil 46 versehen.The working cylinders 28 are designed as compression chambers, in which any medium, such as air, water or oil, is sucked in or out by the working piston piece 20 in push-pull. is compressed. Each cylinder 28 is therefore provided with an intake valve 44 and an exhaust valve 46.

Die Maschine arbeitet folgendermaßen: In der Darstellung von Fig. 2 befindet sich in der linken Brennkammer 26 der Kolbenring 18 in der Kompressionsstellung kurz vor dem Umkehrpunkt und vor dem Entzünden des Gases. Nach der Verbrennung des Gasgemisches wandert der ganze Kolben 14 in Fig. 2 nach rechts. Hierbei preßt der Kolbenring 18 das in die linke Ladekammer 24 eingeströmte Gas in den überströmkanal 34 und nach dem öffnen des Schlitzes 36 in die Brennkammer 26. Während des gleichen Hubes werden in der rechten Brennkammer 26 die Gase vor dem rechten Kolbenring 18 bis zum Entzünden komprimiert. Gleichzeitig strömt über den Einlaßschlitz 30 frisches Brenngas in die rechte evakuierte Ladekammer 24, und aus der linken Brennkammer 26 entweichen die verbrannten Abgase durch den Schlitz 38. Nach Beendigung dieses Hubes wiederholt sich der Ablauf in umgekehrter Richtung.The machine works as follows: In the representation of Fig. 2 is in the left combustion chamber 26 of the piston ring 18 in the compression position shortly before the reversal point and before igniting the gas. After the combustion of the gas mixture, the entire piston 14 moves in FIG. 2 to the right. Here, the piston ring 18 presses the gas that has flown into the left loading chamber 24 into the overflow channel 34 and after opening the slot 36 in the combustion chamber 26. During the same stroke in the right combustion chamber 26 the gases in front of the right piston ring 18 are compressed until they ignite. At the same time flows through the inlet slot 30 Fresh fuel gas into the evacuated loading chamber 24 on the right, and the burned exhaust gases escape from the combustion chamber 26 on the left through the slot 38. After this stroke has ended, the sequence is repeated in the opposite direction.

Es liegt somit ein Zweitakt-Gegentaktverfahren vor. Das Verfahren arbeitet mit einer bekannten Querstromspülung, da in der Brennkammer die Frischgaszufuhr- und die Abgasabführvorrichtung quer zur Kolbenrichtung erfolgen.There is thus a two-stroke push-pull process. The process works with a known cross-flow flush, since in the combustion chamber the fresh gas supply and the exhaust gas discharge device take place transversely to the piston direction.

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Die gewonnene Kraft wird vom selben einteiligen Kolben durch die Arbeitskolbenstücke 20 in Arbeit umgesetzt. Beim Hub nach rechts in Fig. 2 saugt das Kolbenstück 20 im Arbeitszylinder 28 über das Ventil 44 ein Medium an. Gleichzeitig wird das zuvor angesaugte Medium im rechten Arbeitsraum 28 durch das Ventil 46 hinausgepreßt. Das Medium kann beispielsweise in einem nicht dargestellten Kreislauf eine oder mehrere Turbinen antreiben, die in einzelnen Rädern eines Fahrzeugs untergebracht sind. Auf diese Weise wird ein vorteilhafter Fahrzeugantrieb geschaffen. Darüber hinaus sind viele andere Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung denkbar.The force gained is carried by the same one-piece piston the working piston pieces 20 implemented in work. During the stroke to the right in FIG. 2, the piston piece 20 sucks in a medium in the working cylinder 28 via the valve 44. Simultaneously the previously sucked in medium in the right working space 28 is pressed out through the valve 46. The medium can, for example, be one or more in a circuit (not shown) Drive turbines that are housed in individual wheels of a vehicle. This way it becomes a beneficial one Vehicle drive created. In addition, many other possible uses of the invention are conceivable.

Ansprüche; Claims ;

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Claims

PATENT ADVERTISER DIPL-INO- JOACHIM STRASSE, HANAU 1451683

Frank Stelzer, Hanau / Main Str / Jg - 8113

Expectations :

(left double-acting free-flight piston machine with axially inside
v— ' lying loading chambers and axially external combustion chambers as well as with a rigidly coupled, double-acting compressor, characterized in that axially from the inside to the outside annular loading chambers (24), annular combustion chambers (26) and the
Compressor chambers (28) are designed and arranged symmetrically to one another.

2. Machine according to claim 1, characterized in that in the loading chambers (24),
Combustion chambers (26) and compressor chambers (28) a single continuous free-floating stepped piston (14) extends which is symmetrical about its radial center plane.

3. Machine according to claims 1 and 2, characterized
characterized in that each loading chamber (24)
separated from the associated combustion chamber (26) by an annular step (18) of the piston (14) and over
a short overflow channel (34) is connected.

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.. New documents (Art;. _Λ 1;. 1, sentence 3 of the ÄnderunflSfles v 4.9.13671.