DE19522094A1

DE19522094A1 - Otto-cycle IC engine

Info

Publication number: DE19522094A1
Application number: DE1995122094
Authority: DE
Inventors: Michael Helbing
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-06-19
Filing date: 1995-06-19
Publication date: 1997-01-02

Abstract

A transmission mechanism (1) without crankshaft or piston rods is provided for the kinetic energy for the disc to the output shaft. Gears on the shaft at either side of the engine block drive the valves via cams. There is a peripheral groove in the disc which accommodates segments of sealing rings. The system ensures that lubricating oil is delivered by radial passages outwards from the disc centre.

Description

Es handelt sich um einen geschlossenen Verbrennungs motor, der nach dem Viertaktprinzip arbeitet. Im Un terschied zum Ottomotor wirkt der durch Verbrennung erzeugte Druck nicht auf einen Hub- sondern auf ei nen Kippkolben. Dieser gibt die kinetische Energie nicht über Pleuelstange und Kurbelwelle ab, sondern über eine besondere Transmission, die unmittelbar auf die Rotationsachse einwirkt.It is a closed combustion engine that works on the four-stroke principle. In the Un In contrast to the gasoline engine, it works through combustion generated pressure not on a stroke but on egg a tilting piston. This gives the kinetic energy not from the connecting rod and crankshaft, but instead via a special transmission that is immediate acts on the axis of rotation.

Fig. No. 1

Der Kippkolben besteht aus einer kreisförmigen Scheibe, die über ihre Querachse kippbar gelagert ist, und sich in einem definierten Winkel vor- und zurückneigt. In Richtung der Querachse weist der Kippkolben eine Verbreiterung in Form eines Ellip soiden auf, die in die beiden seitlichen Lager aus läuft, und sphärisch ausgehöhlt ist. Der Kippkol ben weist eine durch das Zentrum der kreisförmigen Scheibe und des Ellipsoiden verlaufende Bohrung für die Antriebswelle des Motors auf.The tilting piston consists of a circular one Disc, which can be tilted over its transverse axis is, and forward and in a defined angle tilts back. In the direction of the transverse axis Tilting piston an enlargement in the form of an ellip soiden on that out in the two side bearings runs, and is spherically hollowed out. The Kippkol ben points one through the center of the circular Disc and the ellipsoidal bore for the drive shaft of the engine.

Fig . 2

Der Hub- bzw. richtiger Kippraum wird seitlich be grenzt durch Anschlagflächen am jeweiligen Totpunkt der Kippbewegung. In die Anschlagflächen sind Brennräume eingelassen, die mit Ein- und Auslaß ventilen und Zündkerzen versehen sind. Nach außen schließt den Kippraum eine hohlsphärische Schale ab. Die seitlichen Anschlagflächen, die in ihrer Funktionsweise dem Zylinderkopf eines Ottomotors entsprechen, und die Außenschale, die den Zylinder laufbuchsen entspricht, sind miteinander verbunden und bilden gemeinsam den Motorblock. Diese Einheit trägt auch die Lager für die Antriebswelle, die durch ihr Zentrum verläuft.The lift or correct tipping space is on the side bounded by stop faces at the respective dead center the tilting movement. In the stop surfaces are Combustion chambers let in, with inlet and outlet valves and spark plugs are provided. Outward the tipping chamber closes a hollow spherical shell from. The side stop surfaces in their How it works the cylinder head of a gasoline engine correspond, and the outer shell that the cylinder bushings are connected and together form the engine block. This unity also carries the bearings for the drive shaft, the runs through their center.

Fig . 3

Die Kippbewegung des Kolbens wird über ein zweitei liges Lager als Rotation auf die Achse (1) übertra gen. Ein Teil des Lagers besteht aus einem Ring (2), der mit zwei zapfenförmigen, einander gegenüber liegenden Lagern drehbar in den Kolben eingesetzt ist. Der andere Teil wird durch eine sphärische Verbreiterung der Achse gebildet (3), in die eine umlaufende, um den Kippwinkel des Kolbens geneigte Nut eingelassen ist. Der Ring ist in dieser Nut mit seitlichen konischen Wälzlagern leicht drehbar ge lagert.The tilting movement of the piston is transmitted via a two-part bearing as rotation to the axis ( 1 ). Part of the bearing consists of a ring ( 2 ) which is rotatably inserted into the piston with two journal-shaped, opposite bearings. The other part is formed by a spherical widening of the axis ( 3 ), into which a circumferential groove inclined by the tilting angle of the piston is embedded. The ring is easily rotatably supported in this groove with lateral conical roller bearings.

Der Ring wird über seine Lagerzapfen mit dem Kipp kolben um die Querachse des Kolbens gekippt. Dabei entsteht ein Druck auf die Führungsnut der in ku gelförmigen Verbreiterung der Antriebswelle. Diesem Druck kann nur dadurch nachgegeben werden, daß sich die Antriebswelle dreht, und zwar bei jeder Kippbe wegung von einen Totpunkt zum anderen um 180 Grad. Eine vollständige Kippbewegung des Kolbens vor und zurück bewirkt somit eine vollständige Umdrehung der Welle. The ring is tipped over its trunnion piston tilted around the transverse axis of the piston. Here there is pressure on the guide groove in the ku gel-shaped widening of the drive shaft. This Pressure can only be given in that the drive shaft rotates with each tilt movement from one dead center to another by 180 degrees. A complete tilting movement of the piston before and back causes a complete revolution the wave.

Durch die Anordnung des Kippkolbens im Motorblock entstehen insgesamt vier separate Kammern, die als Kompressionsräume genutzt werden. Wenn sich der Kippkolben von einem Totpunkt zum anderen neigt, öffnet er gleichzeitig zwei einander diametral ge genüberliegende Räume, während er gleichzeitig zwei andere, vor seiner Bewegungsrichtung liegende schließt. Eine entsprechend abgestimmte Steuerung der Ein- bzw. Auslaßventile und der Zündung sorgt dafür, daß die einzelnen Kammern nacheinander mit Verbrennungsgas beschickt werden, dieses nacheinan der verdichtet und gezündet wird, und schließlich in der gleichen Reihenfolge ausgestoßen wird. Der Motor entspricht also einem herkömmlichen Vierzy linderaggregat.Due to the arrangement of the tilting piston in the engine block A total of four separate chambers are created, which as Compression rooms can be used. If the Tilt piston tends from one dead center to another, he simultaneously opens two diametrically opposite one another opposite rooms while being at the same time two others lying in front of its direction of movement closes. A correspondingly coordinated control the intake and exhaust valves and the ignition that the individual chambers with one after the other Combustion gas are charged, this one after the other which is compressed and ignited, and finally is ejected in the same order. Of the The engine corresponds to a conventional Vierzy linder aggregate.

Structure of the tilting piston engine Fig . 4

Der Motor benötigt zusätzlich zu den beschriebenen Elementen (Kippkolben, Motorblock und Antriebswelle) eine geeignete Ventilsteuerung. Um das Viertaktprin zip zu verwirklichen, ist es erforderlich, daß Ein- und Auslaßventile bei jeder zweiten Umdrehung der Antriebswelle betätigt werden. Dies bewirken Zahn räder, die zu beiden Seiten des Motorblocks auf der Antriebsachse sitzen, und die die Rotation im Ver hältnis 2 : 1 auf insgesamt vier Stirnräder über tragen. Diese treiben - über konzentrisch angeord nete, über ein Segment des Stirnrades verlaufende Nocken - die Ventile. The engine needs in addition to those described Elements (tilting piston, engine block and drive shaft) a suitable valve control. The four-stroke prin to realize zip, it is necessary that and exhaust valves every other revolution of the Drive shaft are operated. This is what tooth does wheels on either side of the engine block on the Drive axle sit, and the rotation in the ver Ratio 2: 1 to a total of four spur gears carry. These drive - arranged concentrically nete, running over a segment of the spur gear Cam - the valves.

Der Kippkolben wird gegen die Hohlkugel der Außen schale durch Ringsegmente abgedichtet, die in die seitlichen Ränder seines Umfanges eingelassen sind, und mit seinen Flanken bündig abschließen. Zwi schen ihnen und der Lauffläche der Außenschale entsteht ein flacher, um das Halbsegment des Kolbens umlaufender Hohlraum. Dieser wird dadurch zur Schmierung genutzt, daß Schmierstoff (Motoröl), welches im Zentrum des Motors bevorratet wird, durch radiale Bohrungen des Kolbens nach außen gebracht wird.The tilting piston is against the hollow ball of the outside shell sealed by ring segments which in the side edges of its circumference are embedded, and flush with its flanks. Two between them and the tread of the outer shell creates a flat around the half segment of the piston encircling cavity. This becomes the Lubrication uses that lubricant (engine oil), which is stored in the center of the engine through radial bores of the piston brought out becomes.

Der parallel zur Querachse der Kippkolbens verlau fende Ellipsoid wird gegen den Motorblock ebenfalls durch Dichtsegmente abgedichtet, die allerdings in die entsprechenden Kanten der seitlichen Anschlag flächen eingesetzt sind.That is parallel to the transverse axis of the tilting piston fend ellipsoid is also against the engine block sealed by sealing segments, which, however, in the corresponding edges of the side stop surfaces are used.

Gegenüber einem herkömmlichen Ottomotor weist der Kippkolbenmotor folgende Vorteile auf:Compared to a conventional gasoline engine, the Tilt piston motor has the following advantages:

- Lower volume by integrating four Combustion chambers in a spherical unit.
- Fewer components - instead of four pistons and Connecting rods only one element at a time.
- Lower internal friction due to the kinetic energy is not transferred according to the crank principle.
- Less mass movement - instead of four up and down moving piston tilts back and forth Disc.
- Easy expandability - by being together order of several units on one axis.
- Expandability also through parallel arrangement tion: two adjacent units work on a common axis (in this case the Transmission from the center of the engine to the outside eats shifted).

Claims

Tilting piston engine according to the principle of the closed combustion engine (Otto engine) with four separate combustion chambers, characterized in that the compression and working processes are carried out instead of four pistons by a disc which is tiltable about an axis, and a special transmission instead of connecting rods and crankshaft transfers the kinetic energy to the drive shaft.