DE257503C

DE257503C -

Info

Publication number: DE257503C
Application number: DENDAT257503D
Authority: DE

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 257503 KLASSE 46 δ. GRUPPE- M 257503 CLASS 46 δ. GROUP

Steuerung für Explosionskraftmaschinen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. August 1911 ab.Control for explosion engines. Patented in the German Empire on August 27, 1911.

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine mit einem von den in Kurvenführungen gleitenden Kolben in Umdrehung versetzten Zylinder, an welchem als Turbinen ausgebildete Schwungräder befestigt sind, durch die der Auspuff erfolgt.The invention relates to an internal combustion engine with one of the curved guides sliding piston set in rotation cylinder to which flywheels designed as turbines are attached which the exhaust takes place.

Die Maschine besteht aus einem um seine Achse drehbar gelagerten Zylinder mit in demselben angebrachten, vom Treibmittel hin und her bewegten Kolben, die mittels in der Zylinderwand angeordneter Längsnuten geführt werden, und die mit außerhalb der Zylinderwand angebrachten oder durch dieselbe hindurchgeführten Steuerarmen verbunden sind, die während der Bewegung der Kolben in festliegenden, um den Zylinder angeordneten Führungen gleiten; letztere Führungen sind derart ausgebildet, daß die hin und her gehende Kolbenbewegung den Zylinder und seine Kolben in eine ununterbrochene gleichgerichtete Drehung versetzt, die von den am Zylinder befestigten Reaktionsturbinenrädern, durch welche der Auspuff geschieht, unterstützt wird.
Die Maschine ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, daß die zur Einführung des Treibmittels (der Ladung) in den Zylinder, dienenden Ventile selbsttätig durch die Bewegung der Kolben geöffnet und geschlossen werden, derart, daß besondere Steuerungsvorrichtungen erübrigt werden.The machine consists of a cylinder rotatably mounted about its axis with pistons mounted in the same, reciprocated by the propellant, which are guided by means of longitudinal grooves arranged in the cylinder wall and which are connected to control arms which are attached outside the cylinder wall or passed through the same, which during the movement of the pistons slide in fixed guides arranged around the cylinder; the latter guides are designed in such a way that the reciprocating piston movement sets the cylinder and its pistons in uninterrupted rotation in the same direction, which is supported by the reaction turbine wheels attached to the cylinder through which the exhaust occurs.
The main feature of the machine is that the valves used to introduce the propellant (charge) into the cylinder are automatically opened and closed by the movement of the pistons, so that special control devices are unnecessary.

Die Zeichnungen veranschaulichen eine beispielsweise Ausführungsform der Maschine, die 35The drawings illustrate an example Embodiment of the machine, the 35th

mit zwei Endkolben, einem Mittelkolben und zwei Reaktionsturbinenrädern versehen ist.is provided with two end pistons, a central piston and two reaction turbine wheels.

Fig. ιa und ib zeigen je eine Maschinenhälfte, teilweise in senkrechtem Achsenschnitt und teilweise in Ansicht.Fig. Ιa and ib each show a machine half, partly in a vertical axis section and partly in view.

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den Mittelkolben nach der Linie 3-3 Fig. ia.Fig. 2 is a cross section through the central piston along the line 3-3 Fig. Ia.

Fig. 3 ist ein Längsschnitt nach der Linie 4-4 Fig. 4 durch eines der Zylinderenden und den darin arbeitenden Endkolben.Fig. 3 is a longitudinal section taken along line 4-4 of Fig. 4 through one of the cylinder ends and the end piston working in it.

Fig. 4 ist ein Querschnitt durch einen der Endkolben.Figure 4 is a cross section through one of the end pistons.

Fig. 5 ist eine Seitenansicht eines der Einlaß- oder Speiseventile.Figure 5 is a side view of one of the inlet or feed valves.

Fig. 6 ist eine Endansicht dieses Ventils, währendFig. 6 is an end view of this valve while

Fig. 7 eine Einzelheit bei diesem Ventil veranschaulicht. Figure 7 illustrates a detail in this valve.

Fig. 8 zeigt die Einrichtung der Zündvorrichtung. Fig. 8 shows the setup of the ignition device.

Fig. 9 zeigt eine der Führungen der Steuerarme in Abwickelung und Fig. 9 shows one of the guides of the control arms in development and

Fig. 10 eine Sondervorrichtung zur Steuerung der Einlaßventile.10 shows a special device for controlling the inlet valves.

Die Maschine besteht aus einem Zylinder, der drehbar in zwei festen Lagern N gelagert ist, und der aus zwei gleichen Endteilen A und B und einem Mittelteil C zusammengesetzt ist, welche Teile mit Rücksicht auf die Herstellung durch Flanschen miteinander verbunden sind, die gleichzeitig die Turbinen und Schwungräder D bilden.The machine consists of a cylinder which is rotatably supported by two fixed bearings N and which is composed of two identical end parts A and B and a central part C , which parts are connected to one another with a view to manufacture by means of flanges, which are at the same time the turbines and flywheels D form.

Im Zylinder sind drei Doppelkolben angeordnet, die während des Betriebes der Maschine hin und her gehen, nämlich zwei als Differentialkolben ausgebildete gleichartige Endkolben E urid ein Mittelkolben F, der aus zwei miteinander verbundenen gleich großen Kolben besteht.In the cylinder, three double pistons are arranged, which go back and forth during the operation of the machine, namely two identical end pistons E designed as differential pistons and a central piston F, which consists of two interconnected pistons of the same size.

Die Verbindung zwischen den Kolben, dem rotierenden Zylinder und dem festen Teil derThe connection between the piston, the rotating cylinder and the fixed part of the

ίο Maschine ist im Prinzip dieselbe bei allen drei Zylinderteilen und nur aus praktischen Gründen bei dem Mittelkolben und den Endkolben in der Bauart voneinander abweichend.ίο The machine is basically the same for all three Cylinder parts and only for practical reasons in the central piston and the end piston different in design.

Der Mittelkolben F (Fig. ia, ib und 2) hat einen kreuzförmigen Teil G, der vier Büchsen H trägt, die je in einem Längsschlitz I in der Zylinderwand C gleiten können, derart, daß der Kolben gezwungen ist, sich mit dem Zylinder zu drehen, wobei er sich gleichzeitig in demselben frei hin und her bewegen kann. Die Schlitze / werden durch vorstehende, an der Zylinderwand angeordnete Leisten / gebildet. Durch den kreuzförmigen Teil des Mittelkolbens ist ein Zapfen oder Bolzen K (Fig. 2) gesteckt, der an seinen Enden je ein Kugellager für eine das Ende umfassende Rolle L trägt, die sich dadurch mit geringem Reibungswiderstand um den Bolzen K drehen kann, und die in eine Führungsnut 1 (Fig. ia) greift. Letztere ist in einem den Zylinder mit Spielraum umfassenden festen Ring M angebracht, derart, daß der Bolzen K während der hin und her gehenden Bewegung des Kolbens dazu gezwungen ist, der Führung zu folgen und dadurch den Kolben und dem Zylinder eine ununterbrochene gleichgerichtete Drehung zu geben. In der dargestellten Ausführungsform ist die Führungsnut 1 derart ausgebildet (vgl. die Abwickelung Fig. 9, in der die Linien a-b die Länge des Kolbenhubes angeben), daß der Kolben F sich zweimal hin und her bewegen muß, um dem Zylinder eine volle Umdrehung zu erteilen.The central piston F (Fig. Ia, ib and 2) has a cross-shaped part G, which carries four sleeves H , each of which can slide in a longitudinal slot I in the cylinder wall C , such that the piston is forced to move with the cylinder rotate, at the same time he can move freely back and forth in the same. The slots / are formed by protruding strips / arranged on the cylinder wall. A pin or bolt K (Fig. 2) is inserted through the cross-shaped part of the central piston, each of which carries a ball bearing at its ends for a roller L encompassing the end, which can thereby rotate around the bolt K with little frictional resistance, and which engages in a guide groove 1 (Fig. ia). The latter is mounted in a fixed ring M surrounding the cylinder with clearance so that the pin K is forced to follow the guide during the reciprocating movement of the piston and thereby give the piston and the cylinder a continuous unidirectional rotation . In the embodiment shown, the guide groove 1 is designed in such a way (cf. the development in FIG. 9, in which the lines from the length of the piston stroke indicate) that the piston F has to move back and forth twice in order to make one full revolution of the cylinder To give.

Die Endkolben werden auf ganz ähnliche Weise durch Führungen 1 in festen, um die Zylinderenden A und B angebrachten Ringen M gesteuert.The end pistons are controlled in a very similar manner by guides 1 in fixed rings M fitted around the cylinder ends A and B.

Von dem stärksten Ende der Endkolben (vgl. Fig. 3) gehen Zugstangen c aus, die durchFrom the strongest end of the end piston (see. Fig. 3) tie rods c go through

Öffnungen d der Zylinderwand hindurchtreten und an der Außenseite des Zylinders in vier Längsnuten geführt werden. Die Nuten sind zum Teil durch Rippen/ (Fig. 4) gebildet, derart, daß der Kolben sich frei hin und her bewegen kann, aber gezwungen ist, bei seiner Drehung den Zylinder mitzunehmen. Die Zugstangen c sind mittels Schrauben g mit einem Ring h verbunden, der zwei Zapfen mit Kugellagern für Rollen L besitzt. Die Rollen greifen in die in den festen Ringen M befindlichen Nuten ι ein, welche den Führungsnuten ι für den Mittelkolben ähnlich sind, so daß zwei hin und her gehende Kolbenbewegungen einer vollen Umdrehung des Zylinders entsprechen.Openings d pass through the cylinder wall and are guided in four longitudinal grooves on the outside of the cylinder. The grooves are formed in part by ribs (Fig. 4) in such a way that the piston can move freely to and fro, but is forced to take the cylinder with it when it rotates. The tie rods c are connected by means of screws g to a ring h which has two pins with ball bearings for rollers L. The rollers engage in the grooves ι located in the fixed rings M , which are similar to the guide grooves ι for the central piston, so that two reciprocating piston movements correspond to one full revolution of the cylinder.

Die Endkolben E sind durchbrochen, und die Durchbrechungen werden von zwei durch Federn beeinflußten Ventilen O und P (Fig. ia) geschlossen. Die Stange des Ventils P hat einen eingedrehten Teil, der von einem aus zwei Hälften gebildeten konischen Ring 7 (Fig. 5) umfaßt ist, auf welchem eine mit einer entsprechenden konischen Bohrung versehene Hülse 2 aufgeschoben ist. Die Hülse 2 hat an ihrem vom Ventil abgewendeten Ende einen flanschförmigen Rand, gegen den sich die Ventilfeder 3 stützt, derart, daß diese immer bestrebt ist, die Hülse auf den Ring 7 zu drücken und dadurch seine beiden Hälften auf der Ventilspindel zusammenzuhalten.The end pistons E are perforated, and the openings are closed by two valves O and P (Fig. Ia) influenced by springs. The rod of the valve P has a screwed-in part which is surrounded by a conical ring 7 (FIG. 5) formed from two halves, on which a sleeve 2 provided with a corresponding conical bore is pushed. The sleeve 2 has at its end facing away from the valve a flange-shaped edge against which the valve spring 3 is supported so that it always tries to press the sleeve onto the ring 7 and thereby hold its two halves together on the valve spindle.

An jedem Ende A und B des Zylinders ist ein Ventilgehäuse Q befestigt, welches als Drehzapfen für den Zylinder dient. Das Ventilgehäuse enthält ein Einlaß- oder Speiseventil R (vgl. auch Fig. ia und 5), dessen Spindel in einer Nabe S endigt, die mit Armen T (Fig. 6 und 7) versehen ist, die in Längsführungen im Ventilgehäuse greifen, so daß das Ventil sich mit demselben dreht. Die Nabe hat ferner zwei Arme, die Rollen U tragen, welche auf der Vorderkante des feststehenden Rohres F laufen, das mit dem Karburator verbunden ist, und dessen vorderstes. Ende in das Ventilgehäuse hineintritt. Die Dichtung zwischen dem Rohr V und dem Ventilgehäuse Q wird mittels einer Fiberscheibe Y und einer vor derselben angebrachten Scheibe 4 aus Gummi o. dgl. bewirkt. Die Vorderkante des Rohres trägt zwei einander diametral gegenüberliegende Vorsprünge X (Fig. 10), so daß das Ventil zweimal während jeder vollen Drehung des Zylinders geöffnet wird. A valve housing Q is attached to each end A and B of the cylinder and serves as a pivot for the cylinder. The valve housing contains an inlet or feed valve R (see. Also Fig. Ia and 5), the spindle ends in a hub S which is provided with arms T (Fig. 6 and 7) which engage in longitudinal guides in the valve housing, so that the valve rotates with it. The hub also has two arms carrying rollers U , which run on the leading edge of the fixed tube F connected to the carburator, and the foremost one. End enters the valve housing. The seal between the pipe V and the valve housing Q is effected by means of a fiber washer Y and a washer 4 made of rubber or the like attached in front of the same. The leading edge of the tube carries two diametrically opposed projections X (Fig. 10) so that the valve is opened twice during each full rotation of the cylinder.

Jedes der Turbinenräder D hat 32 kreisförmige Nuten, die durch öffnungen Z (Fig. ia) in der Zylinder wand C mit dem Innern des Zylinders in Verbindung stehen, so daß der Auspuff durch die Turbinenräder stattfindet, wenn der Kolben F nicht die öffnungen abschließt. Each of the turbine wheels D has 32 circular grooves which are connected to the interior of the cylinder through openings Z (Fig. Ia) in the cylinder wall C , so that the exhaust takes place through the turbine wheels if the piston F does not close the openings.

Die Explosionsladungen werden in den Räumen zwischen den Endkolben und dem Mittelkolben mittels einer elektrischen Zündvorrichtung entzündet, die aus zwei Zündkerzen q, je einer in jedem der Räume, besteht (Fig. ia). Jede der Zündkerzen hat eine Schleppfeder e, die auf einem Messingring / schleift, der mittels einer Fiberscheibe k von den festen Ringen M isoliert ist. Um zu bewirken, daß die Funken im rechten Augenblick hervorgebracht werden, ist im rechten Ende der Maschine ein Fiberring m (vgl. auch Fig. 8) angebracht, in welchen vier durch Drähte mit einer elektri-The explosive charges are ignited in the spaces between the end piston and the central piston by means of an electrical ignition device, which consists of two spark plugs q, one in each of the spaces (Fig. Ia). Each of the spark plugs has a drag spring e, which grinds on a brass ring / which is isolated from the fixed rings M by means of a fiber washer k. In order to ensure that the sparks are produced at the right moment, a fiber ring m (see also Fig. 8) is attached in the right end of the machine, in which four wires with an electrical

sehen Batterie verbundene Kontakte η eingelegt sind, über die ein sich mit dem Zylinder drehender, federnder Schleppkontakt ο schleift, so daß während jeder vollen Drehung des Zylinders vier Funken in ihm erzeugt werden. Die Wirkungsweise der beschriebenen Maschine ist die folgende:See battery-connected contacts η are inserted, through which a resilient drag contact rotating with the cylinder slides ο , so that four sparks are generated in it during each full rotation of the cylinder. The described machine works as follows:

Bei der in Fig. la dargestellten Stellung der Maschinenteile befinden sich die Kolben inIn the position of the machine parts shown in Fig. La, the pistons are in

ίο ihrer Außenstellung, indem der linke Endkolben und der Mittelkolben am weitesten voneinander entfernt sind, der rechte Endkolben und der Mittelkolben einander am nächsten sind.ίο their outer position by removing the left end piston and the center piston are furthest apart, the right end piston and the center piston are closest to each other.

Während der Drehung nähern sich der linke Endkolben und der Mittelkolben; sobald der Kolben F die in diesem Ende des Zylinders vorhandenen Auspuff öffnungen Z geschlossen hat, beginnt das Zusammenpressen der Ladung zwischen diesen beiden Kolben und wird fortgesetzt, bis die Kolben einander am nächsten sind. Gleichzeitig öffnen die Vorspränge X das Speiseventil R, so daß Explosionsgemisch in den Raum hinter dem linken Endkolben eingesaugt wird. Wenn der Endkolben und der Mittelkolben einander am nächsten sind, wird ein elektrischer Funke zwischen den beiden Spitzen der Zündkerze q erzeugt, so daß die Explosion eintritt und die Kolben voneinander treibt. Hierdurch wird das hinter dem Endkolben eingesaugte Explosionsgemisch zusammengedrückt, von welchem ein Teil durch das Ventil P in den Kolben hineingedrückt wird, um so, wenn der Mittelkolben F die Öffnungen Z öffnet, das Ventil O zu öffnen und dann in den Raum zwischen den zwei Kolben einzuströmen und die Verbrennungsprodukte durch die Turbinenräder hinauszublasen, worauf die vorhin beschriebene Kolbenbewegung sich wiederholt. During the rotation, the left end piston and the center piston approach; as soon as the piston F has closed the exhaust openings Z present in this end of the cylinder, the compression of the charge between these two pistons begins and continues until the pistons are closest to each other. At the same time, the projections X open the feed valve R, so that the explosive mixture is sucked into the space behind the left end piston. When the end piston and the center piston are closest to each other, an electric spark is generated between the two tips of the spark plug q , so that the explosion occurs and drives the pistons apart. This compresses the explosive mixture sucked in behind the end piston, a part of which is pressed into the piston through the valve P so that when the central piston F opens the openings Z , the valve O opens and then into the space between the two pistons flow in and blow the combustion products out through the turbine wheels, whereupon the piston movement described above is repeated.

Der Mittelkolben und der rechte Endkolben arbeiten in ganz derselben Weise.The center piston and the right end piston work in exactly the same way.

Durch diese Wechselwirkung zwischen den Kolben und wegen der besonderen Form der Nuten ι wird bewirkt, daß während jeder vollen Drehung vier Zündungen stattfinden, so daß die Maschine, da alle ihre arbeitenden Teile um ihre eigene Achse sich drehen und folglich völlig ausbalanciert sind, mit großer Drehungsgeschwindigkeit arbeiten kann, wobei sie mit geringem Gewicht eine sehr große Arbeitsleistung verbindet.Because of this interaction between the pistons and because of the special shape of the Grooves ι causes four ignitions to take place during each full rotation, so that the machine, since all its working parts rotate around their own axis and consequently are completely balanced, can work with great rotation speed, whereby it combines a very high performance with low weight.

Da der Zylinder selbst, in welchem die Verbrennung vor sich geht, sich dreht, der Mittelkolben immer von der Außenluft umgeben ist, und da ferner die Turbinenräder Wärme abführen, bietet die Maschine gute Bedingungen für Luftabkühlung dar.Since the cylinder itself, in which the combustion takes place, rotates, the central piston is always surrounded by the outside air, and furthermore the turbine wheels heat discharge, the machine offers good conditions for air cooling.

Da die Maschine keine Wechselräder zur Bewegung der Ventile besitzt und keine kornplizierten arbeitenden Teile hat, ist sie sehr betriebssicher und zugleich billig in der Herstellung. Because the machine has no change gears for moving the valves and no complex ones working parts, it is very reliable and at the same time cheap to manufacture.

Da nur die verhältnismäßig leichten Kolben ihre Bewegungsrichtung ändern, jedesmal wenn sie eines der Enden der Führung 1 erreichen, und da sie immer durch die Kompression beim Hubwechsel angehalten werden, so geht dieser lautlos und ohne Stoß vor sich, und die Auspuffprodukte ziehen aus der Maschine lautlos durch die Turbinenräder ab, auf die sie den Rest ihrer Kraft übertragen. Obwohl nach der Beschreibung die Maschine mittels Explosionsladungen betrieben werden soll, wird sie doch selbstverständlich mit den nötigen Abänderungen dazu eingerichtet werden können, daß sie mittels Dampf oder komprimierter Luft betrieben werden und auch als Pumpe benutzt werden kann.Since only the relatively light pistons change their direction of movement, every time when they reach one of the ends of the guide 1, and there they are always due to the compression are stopped when changing the stroke, this goes on silently and without impact, and the exhaust products are silently withdrawn from the machine through the turbine wheels, to which they transfer the rest of their power. Although according to the description the machine is to be operated by means of explosive charges, it becomes a matter of course with the The necessary modifications can be set up so that they can be steam or compressed Air operated and can also be used as a pump.

Claims

Patent claims:

1. Control for explosion engines with a cylinder set in rotation by the piston sliding in curves and attached to the same, designed as turbine flywheels, through which the exhaust takes place, characterized in that two with valves in the ends (A and B) of the cylinder (O and P) provided end piston (E) are attached, through which the explosion mixture is introduced into the combustion chambers of the cylinder lying on both sides of a central piston (F) between this and the end piston, which chambers through openings (Z), which alternate from Central pistons are opened and closed, are in communication with the exhaust ducts of the turbine wheels (D).

2. Control according to claim 1, characterized in that in the hollow pivot pin (Q) of the cylinder spring-loaded feed valves (R) are mounted, which participate in the rotation of the cylinder, and their spindles of two at the end of the feed tube (V) attached projections (X) can be influenced in such a way that each feed valve is automatically opened twice during each piston rotation. no

In addition 3 sheets of drawings.