DE184926C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 46«. GRUPPECLASS 46 «. GROUP

in CHICAGO.in CHICAGO.

Explosions- und Verbrennungskraftmaschine.Explosion and internal combustion engine.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18.JuIi 1905 ab.Patented in the German Empire on July 18, 1905.

Gegenstand der Erfindung ist eine Explosions- und Verbrennungskraftmaschine, bei welcher Zylinder und Kolben sich relativ zueinander bewegen. Das Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Kolben und der bewegliche Zylinder derart zwangläufig miteinander verbunden sind, daß sie sich in den einzelnen Phasen des Kreisprozesses mit verschiedenen Geschwindigkeiten bewegen. DieThe invention relates to an explosion and internal combustion engine which cylinder and piston move relative to each other. The feature of the invention is that the piston and the movable cylinder are so inevitable with each other are connected to the fact that they are different in the individual phases of the cycle Moving speeds. the

ίο Geschwindigkeitsänderung ist hierbei derart, daß zuerst der bewegliche Zylinder den Eintrittskanal freigibt, dann seine Geschwindigkeit langsamer anwachsen läßt als derίο The change in speed is such that that first the movable cylinder is the inlet channel releases, then lets its speed grow more slowly than that

• Kolben, sich hierauf plötzlich schneller bewegt als letzterer, um den Einlaßkanal wieder zu schließen, worauf er seine Geschwindigkeit verzögert, um sich weiterhin zwecks Öffnung des Hilfsauslasses in gleicher Richtung wie der Kolben zu bewegen und schließlich in Verbindung mit dem letzteren den Hauptauslaß abzuschließen.• The piston suddenly moves faster as the latter to close the inlet duct again, whereupon he increases his speed delayed to continue to open the auxiliary outlet in the same direction as to move the piston and finally, in connection with the latter, the main outlet complete.

Der Erfindungsgegenstand ist auf den Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.The subject of the invention is shown in the drawings in one embodiment illustrated.

Es bedeuten die Fig. 1 und 2 senkrechte Schnitte durch die Maschine in zwei zueinander winkelrechten Ebenen. Fig. 3 ist eine Seitenansicht und teilweiser Schnitt derselben, Fig. 4 ein Grundriß, Fig. 5 ein Querschnitt nach Linie 5-5 in Fig. 1, Fig. 6 ein Querschnitt durch den oberen Teil des Kurbelgehäuses und Fig. 7 ein Querschnitt nach Linie 7-7 in Fig. i. '1 and 2 are vertical Sections through the machine in two planes at right angles to each other. Fig. 3 is a Side view and partial section thereof, Fig. 4 is a plan view, Fig. 5 is a cross section along line 5-5 in Fig. 1, Fig. 6 is a cross section through the upper part of the crankcase and FIG. 7 shows a cross section along line 7-7 in FIG. '

Der Explosionsraum bildet in bekannter Weise den oberen Teil eines Zylinders 1, welcher beweglich angeordnet ist und in welchen von oben der ebenfalls zylindrisch ausgebildete feststehende Zylinderkopf 2 eingreift, während der Kolben 3 in bekannter Weise durch die Kurbelstange 4 seinen Antrieb erhält. Der Zylinderkopf 2 ist mit der auf dem Getriebegehäuse 35 sitzenden Platte 9 (Fig. 2), deren Ringflansch 34 die untere Führung für den Zylinder 1 bildet, mittels Pfosten 6, 7, 8 (Fig. 2, 3 und 4) starr verbundeii, welch letztere mittels Muttern an Ohren 10 des den Zylinderkopf abschließenden Deckelflansches befestigt sind. Der Deckelflansch trägt ferner einen Führungszylinder 14, dessen oberer sich verjüngender Hals 14" zwischen sich und der Wand des Zylinderkopfes Spielraum für die Wand des Zylinders 1 läßt. Der untere weitere Teil des Führungszylinders umfaßt einen Ringflansch 19 sowie Rippenansätze 27 des Zylinders 1 und bildet mit der Wand des Zylinders ι eine ringförmige - Luftkammer 21 mit Luftkanal 22 und an den Auspuff sich anschließenden Stutzen 15; unterhalb des Luftkanals 22 ist ein schmaler Lufteinlaß 24 und ein Gemischeinlaßstutzen 16 vorgesehen.The explosion space forms the upper part of a cylinder 1 in a known manner, which is movably arranged and in which from above the likewise cylindrical one fixed cylinder head 2 engages, while the piston 3 in known Way by the connecting rod 4 receives its drive. The cylinder head 2 is with the on the gear housing 35 seated plate 9 (Fig. 2), the annular flange 34 the lower Forms guide for the cylinder 1, by means of posts 6, 7, 8 (Fig. 2, 3 and 4) rigidly verbundeii, the latter by means of nuts on ears 10 of the cylinder head closing off Lid flange are attached. The cover flange also carries a guide cylinder 14, the upper one tapering Neck 14 "between itself and the wall of the Cylinder head clearance for the wall of cylinder 1 can. The lower part of the guide cylinder comprises an annular flange 19 and rib extensions 27 of the cylinder 1 and forms an annular air chamber 21 with the wall of the cylinder 1 with air duct 22 and connecting piece 15 connected to the exhaust pipe; below the air duct 22, a narrow air inlet 24 and a mixture inlet connection 16 are provided.

In dem Ringflansch 19, welcher mit Dichtungsringen 20 versehen ist, sind diametral gegenüberliegende Kanäle 11 und 12 angebracht, welche bei der Auf- und Abwärtsbewegung des Zylinders mit dem Kanal 22In the annular flange 19, which is provided with sealing rings 20, are diametrically opposite channels 11 and 12 attached, which in the upward and downward movement of the cylinder with channel 22

und den Einlaßöffnungen 24 und 16 bezw. mit der Auspufföffnung 15 in Verbindung kommen. Außerdem ist im Ringflansch 19 oberhalb des Kanales 11 eine Längsnut angebracht. Der untere Teil des Zylinders ist mit einer Hauptauspufföffnung 13 versehen, welche durch den Kolben 3 geöffnet oder geschlossen wird und bei der Bewegung des Zylinders in eine Auspufföffnung 28 mündet; letztere ist in einem Stutzen angeordnet, dessen Flansch 29 (Fig, 1 und 5) dicht an der äußeren Fläche des Stutzens 30 der öffnung 13 anliegt. Der Stutzen der Auspufföffnung 28 ist an einem Ringe 31 angebracht, der mittels Muttern 33 auf Bünden 32 der Pfosten 6, 7, 8 befestigt ist.and the inlet openings 24 and 16 respectively. with the exhaust port 15 in connection come. In addition, a longitudinal groove is provided in the annular flange 19 above the channel 11. The lower part of the cylinder is provided with a main exhaust port 13, which is opened or closed by the piston 3 and when the Cylinder opens into an exhaust port 28; the latter is arranged in a nozzle, its flange 29 (FIGS. 1 and 5) close to the outer surface of the connecting piece 30 of the opening 13 is present. The nozzle of the exhaust port 28 is attached to a ring 31, which is attached to the collar 32 of the posts 6, 7, 8 by means of nuts 33.

Der zylinderförmige Mantel des Zylinderkopfes 2 liegt mit Dichtungsringen 25 und 26 an der inneren Zylinderwand an und besitzt einen glockenförmigen Einbau; zwischen den Ringen 25 und 26 liegt die Auspufföffnung 18 und ein dieser gegenüberliegender Einlaßkanal 23. Der glockenförmige Teil des Zylinderkopfes hat nach aufwärts eine zylindrische Verlängerung, in deren Kammer ein Zünderstöpsel 39 sitzt und die mit der äußeren zylindrischen Wand des Zylinderkopfes eine Wasserkammer 36 bildet; für den Aus- und Einlaß von Kühlwasser sind im Deckel Rohre 37 und 38 angebracht.The cylindrical jacket of the cylinder head 2 lies with sealing rings 25 and 26 on the inner cylinder wall and has a bell-shaped installation; between Rings 25 and 26 is the exhaust opening 18 and an inlet channel opposite this 23. The bell-shaped part of the cylinder head has a cylindrical upwards Extension, in the chamber of which sits an ignition plug 39 and which is connected to the outer cylindrical wall of the cylinder head forms a water chamber 36; for the inlet and outlet of cooling water Pipes 37 and 38 mounted in the cover.

Die Pleuelstange des Kolbens 3 ist in bekannter Weise mit der Kurbel 5 der Triebwelle 6 (Fig. i, 2 und 6) verbunden. Ein auf letzterer sitzendes Zahnrad 50 greift inThe connecting rod of the piston 3 is in a known manner with the crank 5 of the drive shaft 6 (Fig. I, 2 and 6) connected. A gear 50 seated on the latter engages

'35 ein auf Zapfen 49 (Fig. 7) sitzendes Zahnrad 48 von doppeltem Durchmesser ein, welch letzteres durch einen Exzenterzapfen 47 eine in einem Gabelkopf 51 endigende Stange 46 bewegt. Die äußeren Enden der Gabelarme sind mittels Bolzens 52 an eine Exzenterscheibe 45 angeschlossen, deren Ring'35 a toothed wheel 48 of double diameter seated on pin 49 (Fig. 7), the latter by an eccentric pin 47 ending in a fork head 51 rod 46 moves. The outer ends of the fork arms are connected to an eccentric disk by means of bolts 52 45 connected, their ring

■ 44 mit der Exzenterstange 41 aus einem Stück besteht; letztere ist bei Zapfen 42 (Fig. 1) an einem Auge 43 des Zylinders 1 angelenkt. In der' Nähe des inneren Endes des Gabelkopfes 51 ist ein Bolzen 53 vorgesehen, welcher die Gleitstücke 54, 55 (Fig. 1, 2, 6 und 7) trägt. Letztere'gleiten auf Führungen 56, 57, welche an ihrem vorderen Teile durch einen Quersteg 58, die Exzenterscheibe 45 übergreifend, miteinander verbunden sind und einen Rahmen bilden, dessen Drehzapfen 59 und 60 in Lagerböcken 61 ^x ■ 44 consists of one piece with the eccentric rod 41; the latter is hinged to an eye 43 of the cylinder 1 at pin 42 (FIG. 1). Near the inner end of the fork head 51 is a bolt 53 which carries the sliders 54, 55 (Figs. 1, 2, 6 and 7). The latter slide on guides 56, 57, which are connected to one another at their front parts by a transverse web 58, overlapping the eccentric disk 45, and form a frame, the pivot pins 59 and 60 of which are in bearing blocks 61 ^x

■ und 62 ^x gelagert sind. ■ and 62 ^{x are} stored.

Die Führungsarme 56, 57 sind. an ihren freien Enden mittels Lenkerstangeri 66 und 67 an die Kurbeln 61 und 62 einer Welle 63 angeschlossen, welch letztere in einem Lager 64 ruht. Ein Zahnrad 65 von gleicher GrößeThe guide arms 56, 57 are. at her free ends by means of handlebars 66 and 67 to the cranks 61 and 62 of a shaft 63 connected, which latter rests in a warehouse 64. A gear 65 of the same size

'60 wie das Zahnrad 50 sitzt auf der Welle 63 Und steht mit dem großen Zahnrad 48 in Eingriff. Die kinematische Verbindung des Rahmens 56, 57, 58 mit den Kurbeln 61 und 62 ist also eine derartige, daß der Rahmen eine schwingende Bewegung erhält und hierdurch auch die Bewegung des Exzenters'45 beeinflußt.'60 like gear 50 sits on shaft 63 And meshes with the large gear 48. The kinematic connection of the Frame 56, 57, 58 with the cranks 61 and 62 is such that the Frame receives an oscillating movement and thereby also the movement of the eccentric '45 influenced.

Zur leichteren Verfolgung der Wirkungsweise der im Viertakt arbeitenden Maschine sind die jeweiligen Stellungen der Zahnräder 50 und 65 während einer Umdrehung der Triebwelle mit I, II, /7/und IV (Fig. 1 und 2) bezeichnet; bei dem Zahnrad 48 sind außerdem noch die Stellungen I^a, II^a, III^a, IV^a gekennzeichnet, welche der zweiten Umdrehung des Viertaktes entsprechen.To make it easier to follow the mode of operation of the four-stroke machine, the respective positions of the gears 50 and 65 during one revolution of the drive shaft are denoted by I, II, / 7 / and IV (FIGS. 1 and 2); in the case of the gear 48, the positions I ^a , II ^a , III ^a , IV ^{a are also} marked, which correspond to the second revolution of the four-stroke cycle.

Die Arbeitsweise der Maschine ist folgende: The machine works as follows:

Am Ende des Arbeitshubes (Stellung //) ist der Hauptauspuff 13 offen. Der Zylinder 1 bewegt sich hierbei nur ganz wenig nach aufwärts, da der Mittelpunkt des Exzenters 45 den Zapfen 59, 60 des Führungsrahmens 56, 57, 58 nahe liegt. Die Ein- und Auslaßöffnungen 23 und 18 bleiben hierbei geschlossen.At the end of the working stroke (position //) the main exhaust 13 is open. The cylinder 1 moves only a little upwards because the center of the eccentric 45 the pin 59, 60 of the guide frame 56, 57, 58 is close. The in and Outlet openings 23 and 18 remain closed.

Während der nächsten Vierteldrehung der Welle 6 von II nach III schwingt der Rahmen 56, 57, 58 in seine oberste Stellung, ebenso naturgemäß die Stange 46, welche go außerdem infolge der Drehung des Zahnrades 48 von II nach III mit großer Geschwindigkeit nach links gezogen wird und dabei zugleich die Schieber 54, 55 des Exzenters 45 ■ auf dem steilgeneigten Führungsrahmen nach oben mitnimmt. Der Zylinder 1 wird nach aufwärts gehoben, so daß die Auspufföffnungen 12 und 15 mit dem Auslaß 18 in Verbindung kommen und die verbrannten Gase durch den aufwärts gehenden Kolben ausgestoßen werden. Die durch Öffnung 24 beim Niedergang des Zylinders in die Kammer 21 eingeströmte Luft wird in dieser Kammer zusammengepreßt und gelangt durch die Längsnut des Ringflansches 19 und durch die Kanäle 22, 11, 23 in den Explosionsraum, so daß die Rückstände, welche nach erfolgtem Auspuff durch den Kanal 13 im Zylinder zurückbleiben, durch den Auslaß 12 und den ^; Stutzen 15 entfernt werden. ·During the next quarter turn of the shaft 6 from II to III, the frame 56, 57, 58 swings into its uppermost position, as does the rod 46, which is also pulled to the left at high speed as a result of the rotation of the gear 48 from II to III and at the same time the slide 54, 55 of the eccentric 45 ■ takes it up on the steeply inclined guide frame. The cylinder 1 is lifted upward so that the exhaust ports 12 and 15 come into communication with the outlet 18 and the burned gases are expelled through the upward moving piston. The air that has flowed into the chamber 21 through the opening 24 when the cylinder descends is compressed in this chamber and passes through the longitudinal groove of the annular flange 19 and through the channels 22, 11, 23 into the explosion chamber, so that the residues, which after the exhaust pass through leaving the channel 13 in the cylinder, through the outlet 12 and the ^; Nozzle 15 are removed. ·

Bewegt sich nun der Zapfen 47 des Zahnrades 48 von Stellung ///nach IV, so erfolgt eine weitere Verschiebung des Exzenters 44 nach auswärts, ohne daß hierbei jedoch der Zylinder 1 merklich höher steigt, da während der gleichen Zeit der Rahmen 56, 57, 58 nach abwärts schwingt und sich das Exzenter etwas hebt, so daß also ein Ausgleich der Bewegungen hierdurch hervorgerufen wird. Die öffnungen 18, 12, 15 bleiben daher während des Aufwärtsganges des Kolbens offen, bis der Kolben 3 obenIf the pin 47 of the gearwheel 48 now moves from position /// to IV, the eccentric 44 is shifted further outwards, but without the cylinder 1 rising noticeably higher, since the frame 56, 57, 58 swings downwards and the eccentric rises a little, so that a compensation of the movements is thereby brought about. The openings 18, 12, 15 therefore remain open during the upward movement of the piston until the piston 3 is at the top

angekommen ist und die Kurbeln 5 und 61 sowie der Zapfen an Punkt IV sich vorbeibewegen. has arrived and the cranks 5 and 61 and the pin move past point IV.

Der Zapfen 47 durchläuft hierauf den Weg von IV nach I", ebenso die Kurbel 6i den Weg von IV nach I, während gleichzeitig das Exzenter 45, welches an seiner äußersten Linksstellung gegenüber dem Führungsrahmen angekommen ist, den Zylinder rasch nach abwärts bewegt. Dadurch wird ermöglicht, daß frische Luft durch die Öffnung 24 und eine in dem Ringflansch 19 vorgesehene Längsnut (nicht gezeichnet) in die Kammer 21 eintritt, während sich gleichzeitig die Auspufföffnungen 18, 12, 15 schließen und der Kanal 11 mit der Einlaßleitung 16 in Verbindung gebracht wird. Durch letztere wird während des Abwärtsganges des Kolbens Gemisch eingesaugt, bis die Stellung II der Zahnräder 50 und 65 sowie die Stellung II^a des Zahnrades 48· erreicht ist, in welcher der Kolben am Ende seines Saughubes anlangt. Nunmehr wird der Einlaß Ί6 durch den rasch hochgehobenen Zylinder 1 geschlossen, indem die Kurbel 61 an Punkt // vorbeigeht und den Führungsrahmen anhebt, während gleichzeitig das Exzenter sich an dem äußeren Ende dieses Führungsrahmens befindet und bei der Drehung um seinen Zapfen 53 infolge der Abwärtsbewegung der Stange 46 von I^a nach II^a selbst angehoben wird.The pin 47 then traverses the path from IV to I ", as does the crank 6i the path from IV to I, while at the same time the eccentric 45, which has arrived at its extreme left position relative to the guide frame, moves the cylinder rapidly downwards enables fresh air to enter the chamber 21 through the opening 24 and a longitudinal groove (not shown) provided in the annular flange 19, while at the same time the exhaust openings 18, 12, 15 close and the channel 11 is brought into communication with the inlet line 16 . by the latter is sucked mixture during the downward passage of the piston, to the position II of the gears 50 and 65 and the position II is ^a of the gear 48 · reached, in which the piston arrives at the end of its suction stroke. now the inlet Ί6 is determined by the quickly lifted cylinder 1 closed by the crank 61 at point // passes and lifts the guide frame, while at the same time the eccentric on the the outer end of this guide frame is located and is raised when rotating about its pin 53 as a result of the downward movement of the rod 46 from I ^a to II ^a itself.

Bei Umkehr der Kolbenbewegung wird, da der Einlaß geschlossen ist, die Ladung verdichtet, während sich der Kurbelzapfen 47 von II^a über III^a nach IV^a und die Kurbel 61 von // über /77 nach IV bewegt. Während der Verdichtung bleibt daher der Zylinder unbeweglich, da der Kurbelzapfen 47 das Exzenter 45 auf die Mitte des Führungsrahmens schiebt, d. h. nach einem Punkte, der über den Schildzapfen 59, 60 liegt und an dem daher die Bewegung der Kurbel von // nach III keine Wirkung auf die schwingende Bewegung des Führungsrahmens ausübt. When the piston movement is reversed, since the inlet is closed, the charge is compressed while the crank pin 47 moves from II ^a via III ^a to IV ^a and the crank 61 moves from // over / 77 to IV. During compression, the cylinder therefore remains immobile, since the crank pin 47 pushes the eccentric 45 onto the center of the guide frame, i.e. after a point which is above the trunnion 59, 60 and at which the crank cannot move from // to III Has an effect on the oscillating movement of the guide frame.

Der Arbeitshub beginnt bei Erreichung des Punktes IV der Zahnräder 50 und 65 hezw. IV" des Zahnrades 48 und endigt bei Erreichung der Stellung II. Während sich die Kurbel 61 von IV nach II bewegt, wird der Führungsrahmen zuerst nach abwärts und dann nach aufwärts geschwungen, wobei er kaum eine merkliche Wirkung auf den Zylinder ausübt, da der Zapfen 47 das Exzenter den Führungszapfen 59, 60 nähert. Der Kanal 11 auf der Einlaßseite und die Auspuffleitung 15 bleiben daher geschlossen bis zur Erreichung der Stellung //, worauf der eigentliche Auspuff durch den Kanal 13 erfolgt. Sobald der Kolben 3 seine Aufwärtsbewegung begonnen hat, wird der Zylinder ι rasch dadurch angehoben, daß sowohl der Führungsrahmen als auch der Zapfen 47 auf dem Wege von // bis III nach aufwärts schwingen, wobei außerdem eine seitliche Bewegung des Exzenters nach links erfolgt. Nunmehr wiederholt sich der Arbeitsvorgang.The working stroke begins when point IV of the gears 50 and 65 is reached. IV "of the gear 48 and ends when the position II is reached. While the crank 61 moves from IV to II , the guide frame is first swung downwards and then upwards, with hardly any noticeable effect on the cylinder, as the pin 47 the eccentric approaches the guide pin 59, 60. The channel 11 on the inlet side and the exhaust line 15 therefore remain closed until the position // is reached, whereupon the actual exhaust takes place through the channel 13. As soon as the piston 3 has started its upward movement, the cylinder ι is raised rapidly by the fact that both the guide frame and the pin 47 swing upwards on the way from // to III , with a lateral movement of the eccentric to the left.

Claims

Patent claims:

1. Explosion and internal combustion engine, in which the cylinder is movable against the stationary cylinder head, characterized in that the piston (3) and the movable cylinder (1) move in each phase of the circular process at different speeds so "move that first the movable cylinder part opens the inlet duct (16), then its speed Can grow more slowly than the piston (3), then suddenly faster then moves as the piston to close the inlet channel (16) again its speed again decelerated in order to continue to open the auxiliary outlet channel (15) in the same direction how to move the piston, and finally in connection with the latter complete the main outlet channel (13).

2. Explosive engine according to claim i, characterized in that with the drive shaft (6) a countershaft (50, 48, 65) is in connection, the of a wheel (48) in its rotary motion a cylinder (1) moving and in a frame (56, 57, 58) guided eccentric (45) back and forth, while at the same time this frame (56, 57, 58) receives an oscillating movement by means of the crank of a second counter gear (65).

For this purpose 2 sheets of drawings.

Berlin. Printed in the Reichsdruckerei.