DE271552C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JVi 271552 -. KLASSE 46«. GRUPPE- JVi 271552 -. CLASS 46 «. GROUP

in PARIS.in Paris.

und umlaufenden Kolben.and rotating piston.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. Juni 1912 ab.Patented in the German Empire on June 2, 1912.

Gegenstand der Erfindung ist eine eigenartige Anordnung der Getriebeteile an Viertakt-Explosionskraftmaschinen mit umlaufenden und schwingenden Kolben. Bei den bekannten Maschinen dieser Art sind die schwingenden Scheiben, an denen die Kolben sitzen, gewöhnlich durch Pleuelstangen mit Kurbelwellen von Planetenrädern verbunden, die um ein feststehendes Haupträd umlaufen. BeiThe invention relates to a peculiar arrangement of the transmission parts on four-stroke explosive engines with rotating and oscillating pistons. In the known machines of this type, the vibrating Discs on which the pistons sit, usually through connecting rods with crankshafts connected by planet gears that revolve around a stationary main gear. at

ίο der Maschine nach der Erfindung hingegen sind diese Pleuelstangen samt den Kurbelwellen in ein Gehäuse eingeschlossen, in dem die beweglichen Teile so symmetrisch verteilt sind, daß das ganze Gehäuse als Schwungrad dienen kann. Die Anordnung der Teile in einem geschlossenen Gehäuse wird dadurch ermöglicht, daß die Pleuelstangen nicht, wie bei den bekannten Maschinen, unmittelbar an den die Kolben tragenden Scheiben angreifen, sondern an Armen, die an der einen Seite des Zylinders in dem umlaufenden Gehäuse liegen und durch Hohlwellen mit den Kolbenträgern verbunden sind. Bei der Maschine nach der Erfindung ist ferner noch eine Vereinfachung der Bauart in der Weise getroffen, daß, unter Wahrung symmetrischer Anordnung, nur zwei Planetenräder zur Steuerung der Kolben vorhanden sind. Jedes von diesen wirkt mittels einer doppelt gekröpften Kurbel auf die Arme beider Kolbenscheiben ein. Das geschlossene, als Schwungrad dienende Gehäuse, "das die wesentlichsten Getriebeteile umschließt, ermöglicht eine selbsttätige Schmierung dieser Teile und schützt sie gleichzeitig vor der aus dem Zylinder ausstrahlenden Wärme.ίο the machine according to the invention, however these connecting rods together with the crankshafts are enclosed in a housing in which the moving parts are so symmetrically distributed that the whole housing acts as a flywheel can serve. The arrangement of the parts in a closed housing is thereby allows the connecting rods not, as in the known machines, directly to attack the discs carrying the pistons, but rather on arms on one side of the cylinder lie in the surrounding housing and through hollow shafts with the piston carriers are connected. In the machine according to the invention there is also a simplification the design in such a way that, while maintaining a symmetrical arrangement, there are only two planet gears to control the pistons. Each of these acts on the arms of both piston disks by means of a double-cranked crank. That closed housing serving as a flywheel, "which encloses the most important transmission parts, enables these parts to be automatically lubricated and at the same time protects them from being damaged heat radiating from the cylinder.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer solchen Maschine, wie sie namentlich für Motorwagen und Flugzeuge verwendet wird.The drawing illustrates an embodiment of such a machine as it is used specifically for motor vehicles and airplanes.

In den Zeichnungen stellen die Fig. 1 und 2 senkrechte, rechtwinklig zueinander gelegene Schnitte durch die Maschine dar; die Fig. 3 und 4 zeigen einen Schnitt nach E-F der Fig. 2 in verschiedenen Stellungen des Getriebes.In the drawings, Figures 1 and 2 illustrate vertical, mutually perpendicular sections through the machine; 3 and 4 show a section according to EF of FIG. 2 in different positions of the transmission.

In den Zeichnungen ist mit A ein Gehäuse bezeichnet, das einen ringförmigen Zylinder von beliebig gestaltetem Querschnitt umschließt, In diesem Zylinder bewegt sich eine Anzahl von Kolben — in dem Ausführungsbeispiel sind es vier, und zwar zwei gegenüberliegende Paare von Kolben a¹, a² und b¹, b² —, die entsprechend an zwei Scheiben α und b befestigt sind. Die Wand des Zylinders ist mit Öffnungen c und c¹ versehen, die entsprechend einerseits mit der Saugkammer C zum Ansaugen karburierter Luft und anderseits mit der Auspuff kammer C¹ in Verbindung stehen. Mit D ist ein Wassermantel und mit d die Zündkerze oder sonstige Zündvorrichtung bezeichnet. Der Kreislauf der Viertakt bewegung kommt dadurch zustande, daß die Scheiben a und b, an denen die Kolben α¹, α² bzw. δ¹, δ² befestigt sind, beide in gleicher Richtung, jedoch mit veränderlicher Geschwindigkeit um-In the drawings, A designates a housing which encloses an annular cylinder of any cross-section. A number of pistons move in this cylinder - in the exemplary embodiment there are four, namely two opposing pairs of pistons a ¹ , a ² and b ¹ , b ² -, which are attached to two disks α and b , respectively. The wall of the cylinder is provided with openings c and c ¹ , which are correspondingly on the one hand with the suction chamber C for sucking in carburized air and on the other hand with the exhaust chamber C ¹ in communication. D denotes a water jacket and d denotes the spark plug or other ignition device. The cycle of the four-stroke movement comes about by the fact that the disks a and b, to which the pistons α ¹ , α ² and δ ¹ , δ ^{2 are} attached, both in the same direction, but with variable speed.

laufen, so daß sich die Kolben abwechselnd einander nähern und voneinander entfernen.run so that the pistons alternately approach and move away from each other.

Wenn man von der in Fig. ι gezeichnetenIf one of the drawn in Fig. Ι

Stellung ausgeht, bei der die Kolben in dem Zylinder zwei kleine Räume A¹, A^% und zwei große Räume A³, Aⁱ abteilen, so ist in dem Raum A² gegenüber der Zündkerze d das Brennstoffluftgemisch, das soeben komprimiert und mit der Zündkerze in Berührung gebrachtStarting position in which the pistons in the cylinder divide two small spaces A ¹ , A ^% and two large spaces A ³ , A ⁱ , then in space A ² opposite the spark plug d is the fuel-air mixture that has just been compressed and with the spark plug brought into contact

ίο worden ist, explodiert und hat dadurch den Kolben einen Antrieb erteilt. Der Kolben a² läuft alsdann mit größerer Geschwindigkeit als der Kolben δ², so daß das Volumen des Raumes A ², während dieser sich in der Richtung des Pfeiles fortbewegt, zunimmt. Sobald die Kolben a² und δ² den ersten Takt vollendet haben, wird das Volumen zwischen ihnen gleich dem Raum A*. Der Kolben b² nimmt alsdann die Stelle des Kolbens a² ein, während der Kolben α² die Stellung des Kolbens b¹ einnimmt. Da alsdann der Kanal c¹ zur Auspuffkammer C¹ freigelegt ist, beginnt der Auspuff. Die Kolben setzen ihre Umlaufbewegung fort, jedoch bewegt sich jetzt der erste Kolben a² langsamer als der Kolben b², so daß der Raum Aⁱ immer kleiner wird. Während dieser Zeit findet der Auspuff durch die Öffnung c¹ statt, bis der Raum zwischen den zwei Kolben auf das Volumen des Raumes A¹ zurückgegangen ist. Alsdann nimmt der Kolben a² die Stelle von a¹ ein und der Kolben δ² steht in der Stellung b^l ; die Kolben haben also gerade eine halbe Umdrehung zurückgelegt. ίο has exploded and has given the piston a drive. The piston a ² then runs at a greater speed than the piston δ ² , so that the volume of the space A ^{2 increases} while it is moving in the direction of the arrow. As soon as the pistons a ² and δ ² have completed the first stroke, the volume between them becomes equal to the space A *. The piston b ² then takes the place of the piston a ² , while the piston α ^{2 takes} the position of the piston b ¹ . Since then the channel c ¹ to the exhaust chamber C ^{1 is} exposed, the exhaust begins. The pistons continue their orbital movement, but now the first piston a ² moves more slowly than the piston b ² , so that the space A ⁱ becomes smaller and smaller. During this time the exhaust takes place through the opening c ¹ until the space between the two pistons has decreased to the volume of the space A ^1. Then piston a ^{2 takes} the place of a ¹ and piston δ ² is in position b ^l ; the pistons have just completed half a turn.

Von diesem Punkte an ist der Auspuff beendet und das Ansaugen beginnt. Beide Kolben entfernen sich wiederum voneinander, während sie die Umlaufbewegung zusammen fortsetzen; der Raum A¹ nimmt daher wieder an Volumen ζμ, bis er der Saugkammer C gegenübersteht und frisches Gemisch in diesen Raum eingesaugt wird. Ist der Raum zwischen den Kolben gleich dem Raum A³ geworden, so beginnt die Kompression; der zweite Kolben δ² bewegt sich alsdann schneller vorwärts als der ihm vorangehende Kolben β², die Ladung wird dadurch komprimiert, bis ihr Volumen dem Raum A'² entspricht, worauf sie sich unter dem Einfluß der Zündkerze d entzündet. Es erfolgt wieder ein neuer Antrieb und der beschriebene Kreislauf beginnt von neuem. In den Zeichnungen sind die Öffnungen c und c¹ der Kammern C bzw. C¹ in einer solchen Lage angenommen, daß sie einen frühen Auspuff und verzögerten Einlaß bewirken.From this point on, the exhaust is terminated and suction begins. In turn, both pistons move away from each other as they continue to orbit together; the space A ¹ therefore increases in volume ζμ again until it faces the suction chamber C and fresh mixture is sucked into this space. When the space between the pistons has become equal to space A ³ , compression begins; the second piston δ ² then moves forward faster than the piston β ² that precedes it, the charge is thereby compressed until its volume corresponds to the space A ' ² , whereupon it ignites under the influence of the spark plug d. A new drive takes place again and the cycle described begins anew. In the drawings, the openings c and c ^{1 of} the chambers C ^{and C 1,} respectively, are assumed to be in such a position that they cause an early exhaust and delayed intake.

Diese Bewegungsvorgänge werden bei bekannten Maschinen dadurch erreicht, daß die Scheiben α und δ durch Lenker mit Kurbeln verbunden sind, die auf den Wellen von Planetenrädern eines Planetengetriebes mit feststehendem Hauptrad sitzen. Bei der Maschine nach der Erfindung ist ebenfalls ein amGehäuse A feststehendes Hauptrad g nebst zwei umlau- \ fenden Planetenrädern f vorhanden. Die 65 ,' Wellen der letzteren werden von einem ge- ' schlossenen, auf der Maschinenwelle M be- | festigten Gehäuse N getragen, in dessen Innerem sie zu doppelt gekröpften Kurbeln m ausgebildet sind.These motion processes are achieved in known machines in that the disks α and δ are connected by links with cranks that sit on the shafts of planet gears of a planetary gear with a stationary main gear. In the machine according to the invention is also a amGehäuse A stationary main wheel, with two umlauts g \ fenden planet gears f exists. The 65 'shafts of the latter are attached to a closed' shaft M on the machine solid housing N carried, in the interior of which they are formed into double cranked cranks m .

An diesen Kurbeln greifen Pleuelstangen h und h^l an, die an Armen / bzw. j¹ angelenkt sind. Der Arm j ist mit der Kolbenscheibe a durch eine mit der Maschinenwelle M konachsiale Hohlwelle k und der Arm 7¹ mit der Kolbenscheibe δ durch eine ebensolche Hohlwelle I starr verbunden, so daß also die Arme j und j^l an den Schwingbewegungen der Kolben teilnehmen. Connecting rods h and h ^l , which are hinged to arms / or j ^{1, act} on these cranks. The arm j is rigidly connected to the piston disk a by a hollow shaft k conaxial with the machine shaft M and the arm 7 ¹ with the piston disk δ by a hollow shaft I of the same type, so that the arms j and j ^{l take} part in the oscillating movements of the pistons.

Der Durchmesser des Rades g ist doppelt so groß als der der Räder f und. f¹. Bei jeder Umdrehung der Welle M machen daher die Planetenräder f und f¹ zwei Umdrehungen und die Arme / und j¹ führen unter dem Einfluß der Pleuelstangen h und h¹ bei jedem Umlauf zweimal eine schwingende Bewegung gegeneinander und voneinander weg aus, machen also die zur Steuerung der Maschine erforderliche Bewegung. Die Länge der Pleuelstangen h und h¹ und die Lage ihrer Angriffspunkte muß natürlich so bemessen werden, daß die Arme j und j¹ den erforderlichen Winkelabstand bei ihrem kleinsten und größten Abstand voneinander einhalten. In den Fig. 3 und 4 sind diese Getriebeteile in zwei verschiedenen Stellungen dargestellt.The diameter of the wheel g is twice that of the wheels f and. f ¹ . With each revolution of the shaft M , the planet gears f and f ^{1 make} two revolutions and the arms / and j ¹ under the influence of the connecting rods h and h ^{1 make} an oscillating movement against and away from each other twice with each revolution, thus making the for Control the machine required movement. The length of the connecting rods h and h ¹ and the position of their points of application must of course be dimensioned so that the arms j and j ^{1 maintain} the required angular distance at their smallest and largest distance from one another. In FIGS. 3 and 4, these gear parts are shown in two different positions.

Das Gehäuse N mit den darin enthaltenen Teilen dient als Schwungrad, wozu es durch die in jeder Stellung vollkommen symmetrische Anordnung der Teile besonders geeignet ist. Ferner ermöglicht das allseitig geschlossene Gehäuse N eine selbsttätige Schmierung und bildet einen Schutz für die Getriebeteile gegen die von dem Zylinder ausstrahlende Wärme.The housing N with the parts contained therein serves as a flywheel, for which it is particularly suitable due to the completely symmetrical arrangement of the parts in every position. Furthermore, the housing N , which is closed on all sides, enables automatic lubrication and forms a protection for the transmission parts against the heat radiating from the cylinder.

Die Anordnung des gesamten Getriebes auf einer Seite des Zylinders hat. noch den Vorteil, daß die Einlaß- und die Auspufföffnung c und c¹ nebst den Kanälen C und C¹ seitlich vom Zylinder angebracht werden können, statt an dessen äußerem Umfang. Hierdurch wird die Gefahr vermieden, daß die Kolbensegmente unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft in die Öffnungen eindringen und deren Kanten abstoßen. Auch können die Öffnungen an den Seiten des Zylinders doppelt vorhanden sein, wodurch der Querschnitt des Weges der Gase vergrößert wird.The arrangement of the entire gearbox has on one side of the cylinder. nor the advantage that the inlet and exhaust ports c and c ¹ together with the channels C and C ¹ can be attached to the side of the cylinder, instead of on its outer circumference. This avoids the risk of the piston segments penetrating the openings under the influence of centrifugal force and repelling their edges. The openings on the sides of the cylinder can also be duplicated, whereby the cross-section of the path of the gases is enlarged.

Das Stirnrad g kann so angebracht sein, daß seine Winkelstellung zur Welle M verstellt werden kann. Die Einstellung kannThe spur gear g can be attached so that its angular position to the shaft M can be adjusted. The setting can

beispielsweise durch ein mit dem Stirnrad g verbundenes Schneckenrad n¹, das in eine Schnecke η eingreift, bewirkt werden. Wird die Schnecke η durch ein außen an der Ma-, 5 schine angebrachtes, nicht dargestelltes Handrad oder eine Kurbel gedreht, so dreht sich das Schneckenrad n¹ um die Nabe, auf der es lose aufgesteckt ist, und verändert dadurch seine Winkelstellung zur Maschinenwelle M. for example, by a worm wheel n ¹ connected to the spur wheel g, which meshes with a worm η . If the worm η is rotated by a handwheel (not shown) or a crank attached to the outside of the machine, the worm wheel n ¹ rotates around the hub on which it is loosely attached and thereby changes its angular position relative to the machine shaft M. .

ίο Hierdurch kann die normale Entfernung zwischen je zwei nebeneinanderliegenden und zusammenarbeitenden Kolben beliebig verändert und die Maschine dadurch auf Früh- oder Spätzündung und früheren oder späteren Auspuff eingestellt werden.ίο This allows the normal distance between any two adjacent and cooperating pistons changed as desired and the engine thereby to advanced or retarded ignition and earlier or later exhaust can be set.

Claims

Patent claim:
Four-stroke explosion engine with a ring-shaped cylinder and four oscillating and rotating pistons, characterized in that the disks (a, b) carrying the pistons move through concentric hollow shafts (k, I) and through a gear which is in a flywheel serving as a Rotating housing (N) closed on all sides is attached, consists of lever arms (j, j ¹ ), four connecting rods engaging at their ends and cranks (m) , to which the shafts of two planetary gears (f) rotating with the housing are transmitted.

1 sheet of drawings.