DE2057475A1

DE2057475A1 - Internal combustion engine with cooperating, rotating working wheels

Info

Publication number: DE2057475A1
Application number: DE19702057475
Authority: DE
Inventors: Leopold Habsburg-Lothringen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-03-31
Filing date: 1970-11-23
Publication date: 1971-10-21
Also published as: CH503889A

Description

Brennkraftmaschine mit zusammenarbeitenden, umlaufenden Arbeitsrädern. Internal combustion engine with cooperating, rotating work wheels.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit zusammenarbeitenden, umlaufenden Arbeitsrädern und betrifft insbesondere eine Brenikraftmaschine mit zwei zusammenarbeitenden und in einem gehäuse umlaufenden Arbeitsrädern, zwischen denen das Ansaugen, das Verdichten, das Entspannen und der Auslaß erfolgt unter gleichzeitigem Umlauf der beiden Drehachsen der Antriebsräder, die vorteilhaft parallel zueinander ausgerichtet sind.The invention relates to an internal combustion engine with cooperating, rotating work wheels and relates in particular to a Brenikraftmaschine two working wheels rotating in one housing, between which the suction, compression, expansion and discharge takes place under simultaneous rotation of the two axes of rotation of the drive wheels, which are advantageously parallel are aligned with each other.

In Verbindung mit der nachstehenden, in Einzelheiten gehenden Beschreibung der neuen Brennkraftmaschine wird bemerkt, daß keine Reibung zwischen den beiden zusammenarbeitenden Arbeitsrädern vorhanden ist. damit entfällt auch die Anwen-Qung von Schmiermitteln zwischen den Arbeitsrädern, die Leistung wird gesteigert, und gleichzeitig können die Abmessungen sowie das Gewicht gegenüber den bekannten Ausbildungen erheblich verringert werden. Aulverdem wird das Fassungsvermögen bei jedem Umlauf der Arbeitsräder vollständig ausgenutzt. Der .ulaß und das Spülen vollzieht sich gegenüber anderen Maschinenausbildungen schneller. Vor allen Dingen sind für die wesentlichsten eile keine polierten oder sonst geglätteten Flachen erforderlich.In conjunction with the detailed description below the new internal combustion engine is noticed that there is no friction between the two working together Working wheels is available. thus not applicable also the application of lubricants between the work wheels, the performance is increased, and at the same time the dimensions as well as the weight can be compared the known training can be significantly reduced. Aulverdem is the capacity with each revolution of the working wheels fully used. The .ulaß and the rinsing takes place faster than other machine training courses. Above all are not polished or otherwise smoothed surfaces for the most important parts of the process necessary.

Außerdem bedeutet neben den bereits genannten Vorteilen der wegfall der Reibung zwischen den Arbeitsrädern das Auftreten niedrigerer Arbeitstemperaturen gegenüber anderen sllaschinenausbildungen, und das Kühlen oder Künlhalten erfordert weniger Aufwand als sonst, was sich auch in einer Verringerung der bmessungen und des Gewichtes auswirkt.In addition, in addition to the advantages already mentioned, the elimination the friction between the work wheels, the occurrence of lower working temperatures compared to other machine training, and requires cooling or cooling less effort than usual, which also translates into a reduction in dimensions and of weight.

Der Grundgedanke der erfindung liegt in der Anordnung von zwei Arbeitsrädern in einem gemeinsamen Gehäuse, wobei die beiden Räder gegenläufig umlaufend angetrieben sind. Sie sind hierzu miteinander gekuppelt. Die beiden Arbeitsräder sind mit Arbeitsgliedern in "'orm von Schaufeln versehen, die eine erhebliche Wandstärke haben. Nach der erfindung haben diese Arbeitselemente Zykloidenform, deren Profil senkrecht zu den Drehachsen liegt und die zur Bildung von Kammern mit veränderlichem Passungsvermögen zwischen den beiden Drehachsen und innerhalb des Gehäuses führt.The basic idea of the invention lies in the arrangement of two working wheels in a common housing, the two wheels rotating in opposite directions are. They are coupled to one another for this purpose. The two working wheels are with working links in "'orm of blades that have a considerable wall thickness. According to the Invention these working elements have a cycloidal shape, the profile of which is perpendicular to the Axes of rotation and which are used to form chambers with variable fit between the two axes of rotation and within the housing.

Diese ILanmiern durchlaufen mit der Änderung des Fassungsvermot,ens die Ansaug-, Verdichtungs-, die Expansions- und die Auslaldstufe. Die Zahl der Kammern an den Arbeitsrädern ist beliebig. Sie wird jedoch vorteilhaft nicht zu hoch gewählt.These Ianmers run through with the change in the capacity the intake, compression, expansion and discharge stages. The number of chambers on the work wheels is arbitrary. However, it is advantageously chosen not to be too high.

Zweckmäßig nimmt man für jedes Arbeitsrad eine Kammerzahl, die nicht mehr als zehn beträgt. Mit vier Arbeitsflügeln an jedem Arbeitsrad durchgeführte Versuche ergaben sehr befriedigende Ergebnisse.It is advisable to take a number of chambers for each work wheel that is not is more than ten. Performed with four working wings on each working wheel Tests have given very satisfactory results.

Die Flügel haben an den den Wellen abgekehrten Enden, mit denen sie unter Einhaltung eines geringst zulässigen Spieles gegenüber dem Gehäuse umlaufen, Aussparungen, die beim Umlaufen mit an der Wurzel der Flügel des jeweils anderen Antriebsrades voriibergehend Kammern bilden, die dem kleinsten Kammern inhalb en-uswrecllen. An dieser Stelle liegt dann die höchste Verdichtung.The wings have at the ends facing away from the waves, with which they rotate around the housing while maintaining a minimum allowable play, Recesses that when revolving with at the root of each other's wings The drive wheel temporarily forms chambers which en-etcllen the smallest chambers. This is where the highest compression is located.

In dem besonderen Fall einer Brennkraftmaschine mit zwei Arbeitsrädern und mit Zündkerzenzündung entspricht dann die Stellung mit dem kleinsten Volumen der Stelle, an der auch die Zündkerzen liegen, wobei nach der Verbrennung und dem folgenden Umlauf der Arbeitsräder die Entspannung einsetzt.In the special case of an internal combustion engine with two working wheels and with spark plug ignition then corresponds to the position with the smallest volume the place where the spark plugs are, after the combustion and the The relaxation begins following the rotation of the work wheels.

Dabei nimmt das Fassungsvermögen der betreffenden Kammer fortlaufend zu bis das Höchstmaß erreicht ist. Die Brenngase werden dann entlassen, gespült und nach außen abgeleitet.The capacity of the chamber in question increases continuously until the maximum is reached. The fuel gases are then released and purged and diverted to the outside.

Nach dem Auslaß setzen die Arbeitsräder den Umlauf fort und gelangen mit den Kammern in die Ansaugzone, in welcher bis zum Erreichen des größten Kammervolumens Frischluft und Brennstoff, z.B. von einem Vergaser, in vorbestimmter Menge zugeführt wird. Mit dem Fortgang des Umlaufs beginnt dann die Verdichtung. Am Ende der Verdichtung erfolgt die nächste Zündung, das Entspannen und der Auslaß. Bei jedem Umlauf eines jeden Antriebsrades erfolgt also ein Ansaugen von Frischluft und Brennstoff, die miteinander vermischt, verbrannt und dann entlassen werden.After the outlet, the working wheels continue to revolve and arrive with the chambers in the suction zone, in which up to to reach of the largest chamber volume fresh air and fuel, e.g. from a carburetor, in a predetermined amount is supplied. As the circulation continues, the Compression. At the end of the compression, the next ignition takes place, the relaxation and the outlet. With each revolution of each drive wheel, a suction takes place of fresh air and fuel mixed together, burned and then discharged will.

Da die Außenkanten der die Kammer bildenden Plügel nach einer geometrischen Bogensekante umlaufen, treffen sich die Stellen, an denen die Zündkerzen vorgesehen sind, nicht. Sie liegen in einer Linie mit den Umlaufmitten der beiden Arbeitsräder, die zwischen ihnen und in einiger Entfernung von ihnen liegt. Da je nach der Flügelzahl und den radialen Abmessungen die Stirnflächen der Schaufeln vorteilhaft zur Vermeidung von Reibung nicht zur Anlage aneinander kommen, ist es nicht notwendig, die Oberflächen der Schaufeln zu glätten oder zu polieren.Since the outer edges of the plugs forming the chamber follow a geometric Run around the curved edge, meet the points where the spark plugs are provided are not. They are in line with the centers of rotation of the two working wheels, which lies between them and at some distance from them. As depending on the number of wings and the radial dimensions, the end faces of the blades are advantageous for avoidance from friction not to abut against each other, it is not necessary for the surfaces to smooth or polish the blades.

Sie werden vorteilhaft etwas rauh gehalten, so daß sie kleine, in Längsrichtung erstreckende Nuten od.dgl. ergeben. Wenn dann diese Nuten des einen Arbeitsrades auf die Nuten des anderen Arbeitsrades treffen, bilden sich kleine Zellen, die verhindern, daß das Brennstoff-Luftgemisch vor und nach dem Zünden leckt.They are advantageously kept somewhat rough so that they are small, in Longitudinal grooves or the like. result. If then these grooves of the one When the working wheel meets the grooves of the other working wheel, small ones are formed Cells that prevent the fuel-air mixture from leaking before and after ignition.

Da zwischen den Flügeln und dem Gehäuse kein Kontakt vorliegt, sind einige Hilfsglieder zusätzlich für die Ausbildung nach der Erfindung erforderlich, die bewirken, daß der Umlauf der Arbeitsräder ohne diesen Kontakt erfolgt. Da diese zusätzlichen Hilfsglieder sich an einigen Stellen beruhren, ergibt sich an diesen Stellen auch etwas Reibung mit entsprechender Abnutzung, was zu einem geringen Spiel in der genauen gegenseitigen Stellung der Arbeitsräder oder zwischen diesen und dem Gehäuse führen könnte. Da dieses vorhergesehen wurde, umfassen diese Hilfsglieder auch Mittel zum Steuern der Stellung der Arbeitsräder, falls dies zufolge der Abnutzung erforderlich sein sollte.Since there is no contact between the wings and the housing, there are some auxiliary links additionally required for the training according to the invention, which cause the circulation of the Working wheels without this contact he follows. Since these additional auxiliary links touch in some places, results There is also some friction at these points with corresponding wear, which leads to a little play in the exact mutual position of the work wheels or between this and the housing. As this was foreseen, these include Auxiliary members also means for controlling the position of the work wheels, if so caused the wear and tear should be required.

Zur Srleichterung des Verständnisses und der 3igenschaften sowie der Arbeitsweise der Brennkraftmaschine nach der Brfindung ist diese an einem Ausführungsbeispiel in den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Bs zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch die Ausführungsform, Fig. 2 einen schematisch gehaltenen Teilschnitt nach der Linie C - D der Fig. 1, Fig. 3 im Schnitt ein Hilfsglied zum Piihren des Umlaufs der Achsen der Arbeitsräder in Richtung der Linie E - 2 der Fig. 4 und Fig.;4 einen Achsenschnitt nach der Linie A - B der Fig. 1.To facilitate understanding and the 3 properties as well as the The mode of operation of the internal combustion engine according to the invention is based on an exemplary embodiment explained in more detail in the accompanying drawings. Bs show: Fig. 1 a cross section through the embodiment, Fig. 2 is a schematic partial section according to the line C - D of Fig. 1, Fig. 3 in section an auxiliary member for piihring the circulation of the axes of the working wheels in the direction of the line E-2 of Figures 4 and 4; Axial section along the line A - B of FIG. 1.

In allen Figuren bezeichnen die gleichen Bezugszeichen gleiche Maschinenteile.In all the figures, the same reference symbols denote the same machine parts.

Nach dem Ausführungsbeispiel umfaßt die erfindangsgemäße Brennkraftmaschine ein Gehäuse 1 mit einer Killeinrichtung.According to the embodiment, the internal combustion engine according to the invention comprises a housing 1 with a killing device.

Das Gehäuse 1 schließt zwei Räume ein, die zylindrisch und parallel zueinander oder auch kegelstumpfförmig sein Können.The housing 1 includes two spaces, cylindrical and parallel to each other or to be frustoconical.

In diesen Räumen sind zwei Arbeitsräder 2, 3 gegenläufig und umlaufend gefährt.In these rooms, two working wheels 2, 3 are rotating in opposite directions driven.

Die beiden Arbeitsräder 2, 3 sitzen fest auf Tragachsen 4, 5.The two working wheels 2, 3 sit firmly on support axles 4, 5.

Jedes Arbeitsrad 2, 3 hat in dem Ausführungsbeispiel vier Schaufeln 6, die als einander zugekehrte Zykloide ausgeführt sind. Jie von den Drehachsen 4, 5 abgekehrten Kanten 7 der Schaufeln 6 haben Einziehungen 8. Diese bilden beim Zusammentreffen mit übereinstimmenden Einziehungen 9 an den Innenflanken der Schaufeln 6 zwischen den beiden Achsen 4, 5 einander ergänzende Kammern 10. kiese Kammern 10 entsprechen dem kleinsten Inhalt der Arbeitsräume, während die zwischen einander folgenden Schaufeln 6 mit der Innenwand des Gehäuses 1 liegenden Håume das größte Fassungsvermögen der Arbeitsräume bestimmt.Each work wheel 2, 3 has four blades in the exemplary embodiment 6, which are designed as facing cycloids. Jie from the axes of rotation 4, 5 facing away edges 7 of the blades 6 have indentations 8. These form the Coincidence with matching indentations 9 on the inner flanks of the blades 6 between the two axes 4, 5 complementary chambers 10. these chambers 10 correspond to the smallest content of the work spaces, while those between each other following blades 6 with the inner wall of the housing 1 lying Håume the largest The capacity of the work rooms is determined.

Das Gehäuse 1 hat noch zwei einander gegenüber liegende Auslaßstutzen 12, 13 und Ansaugstutzen 14, 15, in denen Leitrippen vorgesehen sind. Diese dienen zum Ansaugen von Frischluft und in Verbindung mit einer Brennstoffzufuhrvorrichtung 16 zum Ansaugen des für die Gemischbildung erforderlichen Brennstoffes.The housing 1 also has two outlet ports located opposite one another 12, 13 and intake ports 14, 15, in which guide ribs are provided. These serve for sucking in fresh air and in connection with a fuel supply device 16 for sucking in the fuel required for mixture formation.

Die Zykloidflächen der Schaufeln 6 und auch deren Außenkanten 7 sowie die Innenflächen des Gehäuses 1 haben in dem Ausführungsbeispiel parallel zu den Umlaufachsen der Arbeitsräder 2, 3 mikroskipisch kleine Rillen, die auch bei der Verwendung kegelstumpfförmiger Arbeitsräder aufeinanderzu laufen können.The cycloid surfaces of the blades 6 and also their outer edges 7 as well the inner surfaces of the housing 1 have in the embodiment parallel to the Circumferential axes of the working wheels 2, 3 microscopic grooves, which are also used in the Use frustoconical work wheels to run towards each other.

Es ist bereits ausgeführt worden, daß die beiden Arbeitsräder 2, 3 zur Vermeidung von Reibung weder in Berührung miteinanüer noch in BerGlrunb mit dem Gehäuse 1 stehen und daß Hilfsglieder vorgesehen sind, die die Arbeitsräder 2, 3 ausgerichtet zueinander halten, so daß sie sich beim Umlauf nicht bederen. Eine Lösung für die Ausbildung dieser Hilfsglieder ist in den Fig. 3 und 4 wiedergegeben. Die Fig. 3 zeigt zwei Zahnradpaare 17, 18 und 19, 20, die zu einer Einheit zusammengefaßt sind. Diese Zaimradpaare kuppeln die Achsen 4, 5 derart miteinander, daß sie gegenläufig umlaufen. Die beiden Außenräder t7, 18 sitzen fest auf den rl'ragachsen 4, 5 und arbeiten mit den beiden Mittelrädern 19, 20 zusammen. Um zu vermeiden, daß etwa eintretende Abnutzung der Zähne dieser Zsnnräder 17, 18 und 19, 20 zu einer Verschiebung der ragachsen 4, 5 führt, sind nachstellbare überwachungsstifte 21, 22 und 23 vorgesehen, die mit Lenkern 24, 25 zusammen arbeiten und eine Einstellung der Rader 19, 20, soweit erforderlich, zulassen.It has already been stated that the two working wheels 2, 3 to avoid friction neither in contact with one another nor in mountainous terrain with the housing 1 and that auxiliary members are provided that the working wheels Keep 2, 3 aligned with each other so that they do not use each other during circulation. A solution for the formation of these auxiliary members is shown in FIGS. Fig. 3 shows two pairs of gears 17, 18 and 19, 20, which are combined into a unit are. These Zaimradpaare couple the axes 4, 5 with each other in such a way that they rotate in opposite directions circulate. The two outer gears t7, 18 sit firmly on the rl'rag axles 4, 5 and work together with the two central wheels 19, 20. To avoid that about Occurring wear of the teeth of these Zsnnräder 17, 18 and 19, 20 to a displacement adjustable monitoring pins 21, 22 and 23 are provided to guide the axes 4, 5, which work together with handlebars 24, 25 and an adjustment of the wheels 19, 20, if necessary, allow.

Sonstige mechanisch notwendige Glieder, wie Lager, Verbinder, Einstellbolzen und Wasserführungen sind, da selbstverständlich, nicht eingezeichnet.Other mechanically necessary links such as bearings, connectors, adjusting bolts and waterways are, of course, not shown.

Das Gehäuse 1 trägt noch zwei Zündkerzen 26, 27 an den Stellen, an denen sich die beiden Arbeitsräder 2, 3 an der Stelle des kleinsten Volumens der Kammern 10 treffen.The housing 1 also carries two spark plugs 26, 27 at the points which the two working wheels 2, 3 at the point of the smallest volume of Meet chambers 10.

Die neue Brennstoffmaschineneinheit hat nach der Fig. 4 vier Achsenden für den Anschluß mehrerer notwendiger Hilfsorgane.According to FIG. 4, the new fuel engine unit has four axle ends for the connection of several necessary auxiliary organs.

So kann an das Achsende 28 die Kupplung für den Verteiler und die Linspritzpumpe angeschlossen sein. Das Achsende 29 kann die wasserpumpe und den Ventilator aufnehmen. An das Achsende 30 kann dann die Ölpumpe und der Stromerzeuger angeschlossen sein, während das Achsende 31 die Kupplung für den Anlasser und das Schaltgetriebe aufnehmen kann.So the coupling for the distributor and the Be connected to the lens injection pump. The axle end 29 can be the water pump and the Take up the fan. The oil pump and the power generator can then be attached to the axle end 30 be connected, while the axle end 31 is the clutch for the starter and the Can accommodate manual transmission.

Auch kann als mögliche Abwandlung die Verbrennungszone abgetrennt werden, und zwar in Abhängigkeit von den Kammern 10 in der Stellung des geringsten Volumens. Es ist ferner möglich, in dem Gehäuse 1 Kanüle vorzusehen, die die Kammern 10 in der Expansionszone mit dem kleinsten Kammervolumen verbinden, so daß die Erhitzung der Brenngase die Zündung bewirkt. Die vorhandenen Zündkerzen 26, 27 dienen dann nur zum Anlassen. Diese Ausbildung ist vorteilhaft, wenn die Arbeiteräder 2, 3 mehrere Schaufeln haben.As a possible modification, the combustion zone can also be separated off are, depending on the chambers 10 in the position of the least Volume. It is also possible to provide a cannula in the housing 1, which contains the chambers Connect 10 in the expansion zone with the smallest chamber volume, so that the heating the combustion gases cause the ignition. The existing spark plugs 26, 27 are then used only for starting. This training is advantageous if the worker wheels 2, 3 several Have shovels.

Bei der Verwirkluchung der Brennkraftmaschine nach der erz in dung kann diese in konstruktiver Hinsicht oder hinsichtlich des Baues und auch der Arbeitsweise abgewandelt werden. Auch kann eine Verbesserung vorgenommen werden, ohne dabei im Rahmen der aufgestellten Ansprüche von dem Brfindungsgedanken abzuweichen.In the realization of the internal combustion engine after the ore in manure can this in terms of construction or in terms of construction and also the method of operation be modified. An improvement can also be made without affecting the To deviate from the concept of the invention within the scope of the claims made.

Patent ansprüche: Patent claims:

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e: Internal combustion engine with two in one Housing housed, mutually working and counter-rotating work wheels, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the working wheels (2, 3) are firmly on the axes of rotation (4, 5) carrying them are arranged, each work wheel a number Has shovels (7) which are in the shape of cycloids and which are attached to the turning axes (4, 5) turned away indene, which form the circumferential surface, leaving a minimum gap walk past the inner wall of the housing (1), the blades (7) of the working wheels (2, 3) form chambers (8, 10) as they circulate, which have variable capacities have that of the blades of one drive wheel (2) and the blades of the other Drive wheel (3) and the inner wall of the housing (1) are limited, and wherein the housing (1) the inlet connection (14, 15) for the mixture and the outlet connection (12, 13) for the fuel gases.

2. Internal combustion engine according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that outside the housing (1) in an attachment part two with the Working wheels (2, 3) coupled gears (17, 18) are provided with two other gears (19, 20) work together and these gears (19, 20) over Handlebars (24, 25) can be adjusted by adjusting pins (21-23).

3. Internal combustion engine according to claims 1 - 2, d a d u r c h g e k e n II shows that the housing (1) is essentially on the support shafts (4, 5) of the two working wheels (2, 3) connecting the line and between the support axles (4, 5) at least two spark plugs (26, 27) have their working ends inside the housing open out.

4. Internal combustion engine according to claim 1-3, d a d u r c h g e k e n It is noted that the ends of the blades remote from the support axles (4, 5) (7) each have a recess (8) that is connected to a corresponding recess (9) the inner flank of the following blade of the other work wheel (3) works together and when the two recesses (8, 9) meet on the two support axes (4, 5) of the working wheels (2, 3) form the smallest Kar £ imervolumen (io).