DE3404158A1 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine

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DE3404158A1 DE19843404158 DE3404158A DE3404158A1 DE 3404158 A1 DE3404158 A1 DE 3404158A1 DE 19843404158 DE19843404158 DE 19843404158 DE 3404158 A DE3404158 A DE 3404158A DE 3404158 A1 DE3404158 A1 DE 3404158A1
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Abstract

A new type of internal combustion engine is equipped with an annular piston, the end face of which is formed raised and recessed. This annular piston rotates in an overall combustion chamber which is subdivided by slides into at least two, for example five individual combustion chambers. These slides are mounted in an outer cylindrical casing and an inner cylindrical casing so that they can slide axially in relation to the annular piston and are constantly held in sealing contact with the piston end face by means of control lugs with a seal. The new type of internal combustion engine may be designed as a four-stroke engine, two-stroke engine or diesel engine.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungskraftmaschine mit mindestens zwei Verbrennungsräumen, deren Volumen mittels eines Kolbens zyklisch entsprechend den Arbeitstakten verkleinert und vergrößert wird und an dem die für die Zuführung ry des Kraftstoffes und des Verbrennungsgases und für die Abführung der Abgase sowie ggf. für die Zündung erforderlichen gesteuerten Einrichtungen angebracht sind.The invention relates to an internal combustion engine with at least two combustion chambers, the volume of which is reduced and increased cyclically by means of a piston according to the work cycles and on which the fuel and combustion gas supply r y and the exhaust gases and possibly the Ignition required controlled devices are attached.

Es ist bekannt, daß der weitverbreitete Hub-Kolben-Motor durch die Notwendigkeit, die oszillierenden Bewegungen seiner Kolben-It is known that the widespread reciprocating piston engine by the need to control the oscillating movements of its piston

]Q in Rotationsbewegung umzusetzen, erhebliche Nachteile aufweist. Er neigt insbesondere zu schwer beherrschbarai Schwin-] Q to be implemented in rotational motion has considerable disadvantages. In particular, it tends to be difficult to control

diethe

gungen, /weitgehend von der Anzahl der Zylinder und der Bauform der Maschine abhängig sind. Außerdem stellt sich das Verhältnis des Verbrennungsraumes zum Gesamtvolumen des Hub-Kolben-Motors äußerst ungünstig dar./ largely on the number of cylinders and the design depend on the machine. In addition, there is the ratio of the combustion chamber to the total volume of the Reciprocating piston engine is extremely unfavorable.

Die bekannten Drehkolbenmotore weisen erhebliche Nachteile in Verbindung mit der Abdichtung der Verbrennungsräume auf. Die auf dem Drehkolben und an den Seitenwänden gleitenden Dichtungselemente sind sehr hohem Verschleiß unterworfen. Ein weiteres Problem der bekannten Drehkolbenmotore liegt in der Lagerung der in der Regel einseitig belasteten Motorwelle.The known rotary piston engines have considerable disadvantages in connection with the sealing of the combustion chambers. The sealing elements sliding on the rotary piston and on the side walls are subject to very high levels of wear. Another problem of the known rotary piston engines is the mounting of the one-sidedly loaded Motor shaft.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Aufbau für eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, bei dem die oszillierenden Bewegungen von Kolben entfallen und trotzdem eine problemlose Lagerung der Motorwelle möglich ist, wobei die Abdichtung der Verbrennungsräume ebenso unkritisch ist wie bei Kolbenmaschinen, aber ein wesentlich verbessertes Verhältnis des Verbrennungsraum -Volumens zum Gesamtvolumen der Maschine als bei Hub-Kolben-Motoren erreichbar ist.In contrast, the invention is based on the object of providing a novel structure for an internal combustion engine create, in which the oscillating movements of pistons are omitted and still a problem-free mounting of the motor shaft is possible, whereby the sealing of the combustion chambers is just as uncritical as with piston engines, but a much improved ratio of the combustion chamber -Volume to the total volume of the machine than with reciprocating piston engines is attainable.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kolben kreisringförmig mit in Umfangsrichtung des Kreisringes entsprechend der gewünschten Vergrößerung und Verkleinerung des Verbrennungsraum-Volumens vertiefter und erhöhter Stirnfläche ausgebildet und um die Mittelachse des Kreisringes drehbar, aber axial festgehalten gelagert ist, während jeder Verbrennungsraum seitlich der Mittelachse einseitig vor einem Teil der kreisringförmigen Kolbenstirnfläche angeordnet ist und die kreisringförmige Kolbenstirnfläche überspannende, gegenüber dieser abgedichtete, in Axialrichtung des Kolbens bewegliche Seitenwände aufweist. Durch die Erfindung wird somit eine Verbrennungskraftmaschine geschaffen, bei der ein ringförmiger Kolben an bzw. in an seiner Stirnseite angeordneten Verbrennungsräumen rotiert. Durch die erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine mit kreisringförmigem, an bzw. in den Verbrennungsräumen rotierendem Kolben werden erhebliche Vorteile gegenüber den bekannten Verbrennungskraftmaschinen herkömmlicher Systeme erzielt, beispielsweise wie folgt:This object is achieved according to the invention in that the piston is circularly shaped with in the circumferential direction of the circular ring according to the desired enlargement and reduction of the combustion chamber volume, recessed and increased frontal area formed and rotatably mounted about the central axis of the circular ring, but axially held while each Combustion chamber is arranged to the side of the central axis on one side in front of a part of the annular piston end face and in the axial direction of the piston spanning the annular piston end face, which is sealed off from it Has movable side walls. The invention thus creates an internal combustion engine in which a annular piston rotates on or in combustion chambers arranged on its end face. By the invention Internal combustion engines with circular pistons rotating on or in the combustion chambers become considerable Advantages over the known internal combustion engines of conventional systems achieved, for example such as follows:

a) Es werden extrem kleine Abmessungen ermöglicht.a) Extremely small dimensions are made possible.

b) Es wird besonders geringes Gewicht der Verbrennungskraftmaschine ermöglicht.b) The internal combustion engine becomes particularly light enables.

c) Es wird besonders einfacher Aufbau der Verbrennungskraftmaschine ermöglicht.c) The structure of the internal combustion engine is particularly simple enables.

d) Die Anzahl der benötigten Bauteile ist gering.d) The number of components required is low.

e) Die Reibungsverluste in der Verbrennungskraftmaschine können besonders gering gehalten werden.e) The friction losses in the internal combustion engine can be kept particularly low.

f) Die Verbrennungskraftmaschine erhält besonders gutes Eigenschwingungsverhalten, insbesondere eine beträchtlich verminderte Neigung zu Eigenschwingungen.f) The internal combustion engine receives particularly good natural vibration behavior, in particular a considerable one reduced tendency to natural oscillations.

g) Es lassen sich besonders vorteilhafte Füll- und Spüleigenschaften erreichen.g) It can be particularly advantageous filling and rinsing properties reach.

h) Es werden Möglichkeiten zur Verwendung billiger Baustoffe mit geringem Eigengewicht eröffnet.h) Possibilities for using cheap building materials with a low dead weight are opened up.

Bevorzugt wird die Verbrennungskraftmaschine mit mehr als zwei Verbrennungsräumen, beispielsweise fünf Verbrennungsräumen, auszubilden sein, die in Umfangsrichtung der kreisringförmigen Kolbenstirnfläche hintereinander angeordnet sind. Man kann dabei den gesamten Kreisring der Kolbenstirnfläche mit Verbrennungsräumen besetzen und zwischen jeweils zwei benachbarten Verbrennungsräumen einen axial verschiebbar gelagerten Schieber anbringen, der die sich entsprechenden Seitenwände der beiden benachbarten Verbrennungsräume K) bildet.The internal combustion engine with more than two combustion chambers, for example five combustion chambers, is preferred. be trained in the circumferential direction of the annular Piston face are arranged one behind the other. You can use the entire circular ring of the piston face occupy with combustion chambers and attach an axially displaceably mounted slide between each two adjacent combustion chambers, the corresponding one Forms side walls of the two adjacent combustion chambers K).

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind ein gemeinsamer, kreisringförmiger Verbrennungsraumkopf, eine für alle Verbrennungsräume gemeinsame und den kreisringförmigen Kolben umgebende, äußere zylindrische Umfangswand und eine im Inneren des Kreisringes des Kolbens angeordnete, für alle Verbrennungsräume gemeinsame, innere zylindrische Umfangswand vorgesehen , wobei die Schieber sich von der inneren Umfangswand zur äußeren Umfangswand erstrecken und an beiden Umfangswänden abgedichtet axial verschiebbar geführt sind. Hierzu bietet sich die Möglichkeit, die Schieber in axiale Nuten der inneren Umfangswand und in axialen Nuten der äußeren Umfangswand zu führen. Die Abdichtung des kreisringförmigen Kolbens läßt sich in dieser Ausführurgsform der Erfindung in einfacher Weise durch an der äußeren Umfangsfläche des Kolbens und an der inneren Umfangsflache des Kolbens nahe und entlang des Kolbenstirnflächenrandes angebrachte ringförmige Dichtungselemente erreichen. Die Kolbenstirnfläche sollIn a particularly advantageous embodiment of the invention, a common, annular combustion chamber head, one common to all the combustion chambers and the annular piston surrounding outer cylindrical peripheral wall and an inside of the circular ring of the piston are arranged, provided common inner cylindrical circumferential wall for all combustion chambers, where at the slides extend from the inner circumferential wall to the outer circumferential wall and are guided axially displaceably in a sealed manner on both circumferential walls. For this purpose, there is the possibility of guiding the slide in axial grooves in the inner circumferential wall and in axial grooves in the outer circumferential wall. The sealing of the annular piston can be achieved in this embodiment of the invention in a simple manner by means of annular sealing elements attached to the outer circumferential surface of the piston and to the inner circumferential surface of the piston near and along the edge of the piston face. The piston face should

inin

bevorzugt an allen Stellen/der Erstreckungsrichtung der Verbrennungsraum-Seitenwände, beispielsweise Schieber, mit gleichem, vorzugsweise geradlinigem Profil ausgebildet sein. Dabei kann die Erstreckungsrichtung im wesentlichen radial bezüglich der kreisringförmigen Kolbenstirnfläche sein. Man kann der Kolbenstirnfläche in Erstreckungsrichtung der Verbrennungsraum-preferably at all points / in the direction of extent of the combustion chamber side walls, for example slide, be formed with the same, preferably straight profile. Here can the direction of extent can be essentially radial with respect to the annular piston end face. One can see the piston face in the direction of extent of the combustion chamber

Seitenwände bzw. Schieber jegliches vorteilhafte Profil geben, daß sich allerdings in gleicher Weise gleichbleibend ringförmig über die kreisringförmige Kolbenstirnfläche erstrecken sollte. Beispielsweise kommen Profile in Betracht, die ringförmige Ventilansätze bilden, wie sie beispielsweise bei Kolben für Zweitakt-Verbrennungskraftmaschinen üblich sind, es kommen aber auch jegliche anderen Profile in Betracht, beispielsweise zur Bildung von ringförmigen Vertiefungen in der Kolbenstirnfläche u.dgl.m..Side walls or slides give any advantageous profile, but that in the same way consistently ring-shaped should extend over the annular piston face. For example, profiles that form annular valve lugs, such as those for pistons for example, come into consideration Two-stroke internal combustion engines are common, but any other profile can also be considered, for example for the formation of annular recesses in the piston face and the like.

Da der kreisringförmige Kolben selbst den beim Verbrennungshub auf einen Bereich seiner Stirnfläche ausgeübten Druck in seine Drehbewegung umsetzt, ist es im Rahmen der Erfindung von besonderer Bedeutung, den Kolben in geeigneter Weise an seiner Rückseite axial abzustützen. Dies kann beispielsweise mittels ringförmiger Axiallager erfolgen.Since the circular piston itself is responsible for the combustion stroke converts pressure exerted on an area of its end face into its rotary motion, it is of particular importance within the scope of the invention Importance of axially supporting the piston in a suitable manner on its rear side. This can be done, for example, by means of annular thrust bearings are made.

Eine Verminderung der abzustützenden Kräfte des kreisringförmigen Kolbens läßt sich im Rahmen der Erfindung dadurch erreichen, daß der Kolben als gegenläufig doppelwirkender Kolben ausgeführt wird und daß jeweils zwei Verbrennungsräume axial gegenüberliegend, also in gegenseitiger Boxerstellung angeordnet werden. Diese gegenseitige Boxerstellung oder Paarweisestellung kann auch mit Gruppen von Verbrennungsräumen vorgenommen werden, wobei man bevorzugt den Verbrennungstakt in den Gruppen von Verbrennungsräumen so anordnet, daß die Verbrennung stets in zwei sich axial gegenüberliegenden Verbrennungsräumen gleichzeitig erfolgt.A reduction in the forces of the annular piston to be supported can thereby be achieved within the scope of the invention achieve that the piston as a counter-rotating double-acting Piston is executed and that two combustion chambers are axially opposite one another, that is, in mutual boxer positions to be ordered. This mutual boxing or pairing can also be done with groups of combustion chambers be carried out, the combustion cycle in the groups of combustion chambers being preferred arranges that the combustion always takes place in two axially opposite combustion chambers at the same time.

Zum Kraftantrieb kann der kreisringförmige Kolben an seiner Rückseite mit einem vorzugsweise kreisscheibenförmigen oder sternförmigen Übertragungselement verbunden sein, das in seiner Mitte ein Verbindungselement zur Kraftabtriebswelle, beispielsweise ein Kegelrad trägt. Das Übertragungselement kann xn der Mitte gegenüberstehend zum Verbindungelement die sich axial erstreckende Steuerwelle tragen. Dadurch läßt sich eine optimale Lage der Steuerwelle, nämlich in der MittelachseThe circular piston can be used for power drive on its Back with a preferably circular disk-shaped or be connected to a star-shaped transmission element, which has a connecting element to the power take-off shaft in its center, for example a bevel gear carries. The transmission element can xn opposite the center to the connecting element carry axially extending control shaft. This allows an optimal position of the control shaft, namely in the central axis

des kreisringförmigen Kolbens erreichen, so daß alle gesteuerten Teile, insbesondere Ventile im Verbrennungsraumkopf von dieser Mittelachse her angesteuert werden. Die Steuerwelle kann außerdem mit einer Verlängerung oder einem Ansatz versehen werden, an den zusätzliche Aggregate der Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise ein Verdichter anzuschließen ist, so daß die Steuerwelle zugleich die Antriebswelle für solche Zusatzaggregate wird.of the annular piston so that all controlled Parts, in particular valves in the combustion chamber head can be controlled from this central axis. The control shaft can also be equipped with an extension or an extension be provided to which additional units of the internal combustion engine, for example a compressor, is to be connected, so that the control shaft is also the drive shaft for such additional units.

Die Steuerung der beweglichen Verbrennungsraum-Seitenwände kann direkt vom kreisringförmigen Kolben her erfolgen. Beispielsweise kann der Kolben in seiner äußeren und/oder inneren Umfangsfläche eine der Form der Kolbenstirnfläche folgende Steuernut aufweisen, in die an den Verbrennungsraum-Seitenwänden bzw. Schiebern angebrachte Steuernasen eingreifen. Andere Möglichkeiten zur Zwangssteuerung der beweglichen Verbisinungsraum-Seitenwände besteht darin, daß ein pendelndes Element im Verbrennungsraumkopf vorgesehen wird. Schließlich kann auch die Zwangssteuerung der beweglichen Verbrennungsraum-Seitenwände bzw. Schieber hydraulisch erfolgen.The control of the movable side walls of the combustion chamber can take place directly from the circular piston. For example, the piston can in its outer and / or inner circumferential surface have a control groove following the shape of the piston face, into which the combustion chamber side walls or Engage control lugs attached to slides. Other possibilities for forced control of the movable side walls of the connecting space consists in that a pendulum element is provided in the combustion chamber head. Finally can too the forced control of the movable side walls of the combustion chamber or slides take place hydraulically.

Die Kühlung der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine ist unkritisch. Die Kühleinrichtungen können bevorzugt an den feststehenden Wandteilen der Verbrennungsräume angebracht sein, beispielsweise kann die für alle Verbrennungsräume gemeinsame äußere zylindrische Umfangswand mit Kühleinrichtungen versehen sein. Die äußere zylindrische Umfangswand und die innere zylindrische Umfangswand können beispielsweise als doppeIwandiger Mantel zur Aufnahme von Kühlflüssigkeit ausgebildet sein.The cooling of the internal combustion engine according to the invention is not critical. The cooling devices can preferably be attached to the fixed wall parts of the combustion chambers be, for example, the common for all combustion chambers outer cylindrical peripheral wall with cooling devices be provided. The outer cylindrical peripheral wall and the inner cylindrical peripheral wall can, for example, as double-walled jacket designed to accommodate cooling liquid be.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:

Figur 1 eine erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine schematisch in axialem Schnitt;Figure 1 shows an internal combustion engine according to the invention schematically in axial section;

Figur 2 die Verbrennungskraftmaschine gemäß Fig.FIG. 2 the internal combustion engine according to FIG.

in Draufsicht auf den Verbrennungsraumkopf; Figur 3 die Verbrennungskraftmaschine nach Fig. 1,in plan view of the combustion chamber head; FIG. 3 the internal combustion engine according to FIG. 1,

axial geschnitten in Explosionsdarstellung;axially cut in exploded view;

Figur 4 den Ringkolben in Draufsicht;FIG. 4 shows the annular piston in plan view;

Figur 5 den Ringkolben in Seitenansicht in Richtung des Pfeiles V in Fig. 4;FIG. 5 shows the annular piston in a side view in the direction of arrow V in FIG. 4;

Figur 6 den Ringkolben in Seitenansicht in Richtung des Pfeiles VI in Fig. 4;FIG. 6 shows the annular piston in a side view in the direction of arrow VI in FIG. 4;

Figur 7 schematische Darstellung des Viertaktsystems mit dem Ringkolben undFigure 7 is a schematic representation of the four-stroke system with the ring piston and

Figur 8 die grafische Darstellung des Druckverlaufs im Verbrennungsraum, der Belastung IQ der Schieber und des Arbeitshubs derFIG. 8 the graphic representation of the pressure profile in the combustion chamber, the load IQ of the slide and the working stroke of the

Schieber in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Ringkolbens.Slide depending on the angle of rotation of the annular piston.

Bei der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Grundkonzeption hat die Verbrennungskraftmaschine fünf Verbrennungsräume und im dargestellten Maßstab ein Hubvolumen von 77 cm . Die Grund ■-elemente der Verbrennungskraftmaschine sind der Ringkolben 1, der ringförmige Gesamtverbrennungsraum 3 und die als Schieber 4 ausgebildeten, beweglichen Verbrennungsraum-Seitenwände.In the basic concept shown in FIGS. 1 to 3, the internal combustion engine has five combustion chambers and on the scale shown, a stroke volume of 77 cm. The basic ■ elements of the internal combustion engine are the annular piston 1, the annular overall combustion chamber 3 and the slide valve 4 trained, movable combustion chamber side walls.

Die Schieber 4 sind an einem inneren Mantel 6 und einem äußeren Mantel 5 in Nuten 7 geführt und unterteilen den ringförmicjen Gesamt-Verbrennungsraum 3 in eine Mehrzahl (im dargestellten Beispiel fünf) von Einzelverbrennungsräumen.The slides 4 are guided on an inner jacket 6 and an outer jacket 5 in grooves 7 and subdivide the annular form Overall combustion chamber 3 in a plurality (in the illustrated Example five) of individual combustion chambers.

Die Abdichtung der Einzelverbrennungsräume gegeneinander mittels der Schieber 3 wird dadurch erreicht, daß die Schieber 4 zum 5 einen in den seitlichen Nuten 7 des inneren Mantels/und des äußeren Mantels 5 laufen und zum anderen als Dichtleisten auf der Stirnfläche 2 des Ringkolbens 1 gleiten. Außerdem ist der Ringkolben 1 an seiner äußeren Umfangsflache und seiner inneren Umfangsfläche mit ringförmigen Dichtungselementen 8 versehen, die an der Innenfläche des äußeren Mantels 5 bzw. der äußeren Umfangsflache des inneren Mantels 6 abdichtend gleiten.The sealing of the individual combustion chambers against each other by means of the slide 3 is achieved in that the slide 4 to 5 one run in the lateral grooves 7 of the inner shell / and the outer shell 5 and on the other hand as sealing strips the end face 2 of the annular piston 1 slide. In addition, the annular piston 1 is on its outer peripheral surface and its inner Circumferential surface provided with annular sealing elements 8, which on the inner surface of the outer shell 5 and the outer Slide the circumferential surface of the inner shell 6 in a sealing manner.

Jeder Einzelverbrennungsraum ist mit einem oder mehreren Einlaßventilen 18 und Auslaßventilen 19 versehen, die über eine Ventilsteuerung 15 entsprechend dem Viertaktverfahren gesteuert werden (vergl. Fig. 7). Die mit der Drehzahl des Ringkolbens 1 rotierende Steuerwelle 11 treibt über ein Untersetzungsgetriebe die Ventilsteuerung 15 an. Die Steuerwelle kann dazu benutzt werden, zwischen der Abdeckung 14 der Ventilsteuerung und der äußeren Abdeckung 16 die gleichzeitig den Anschluß für die Zufuhr eines Kraftstoff-Verbrennungsgas-Gemisches oder für die Zufuhr des Verbrennungsgases bildet, einen Verdichter anzutreiben, der den Füllungsgrad des Verbrennungsraumes erhöht, da die Steuerwelle 11 mit doppelter Drehzahl wie das ablaufende Viertaktverfahren dreht.Each individual combustion chamber is equipped with one or more inlet valves 18 and exhaust valves 19 are provided, which are controlled by a valve control 15 in accordance with the four-stroke process (see. Fig. 7). The control shaft 11 rotating at the speed of the annular piston 1 drives via a reduction gear the valve control 15 on. The control shaft can be used between the cover 14 of the valve control and the outer cover 16 at the same time the Connection for the supply of a fuel-combustion gas mixture or for the supply of the combustion gas forms to drive a compressor, which the degree of filling of the combustion chamber increased because the control shaft 11 rotates at twice the speed as the running four-stroke process.

Jeder Einzelverbrennungsraum ist mit einer Zündkerze 20 ausgestattet, deren Betrieb ebenfalls über die Steuerwelle 11 gesteuert werden kann. Außerhalb der Einzelverbrennungsräume sind hinter dem Einlaßventil 18 je ein Einlaßkanal 21 und ein Auslaßkanal 22 angeordnet. Zwischen dem Gesamtverbrennungsraum 3 und der Ventilsteuerung 15 ist ein Raum 23 vorgesehen, in den sich die Schieber 4 bewegen, wenn sie vom Ringkolben 1 angehoben werden. Da sich die Steuerwwelle 11 mit gleicher Drehzahl wie der Ringkolben 1 dreht, ist zwischen der Steuerwelle 11 und der Ventilsteuerung 15 ein Untersetzungsgetriebe 24 angebracht.Each individual combustion chamber is equipped with a spark plug 20, the operation of which can also be controlled via the control shaft 11. Outside the individual incineration rooms An inlet channel 21 and an outlet channel 22 are arranged behind the inlet valve 18. Between the total combustion chamber 3 and the valve control 15, a space 23 is provided in which the slide 4 move when they move from Ring piston 1 are raised. Since the control shaft 11 Rotates at the same speed as the annular piston 1, a reduction gear is between the control shaft 11 and the valve control 15 24 attached.

Da der Ringkolben 1 auf den Axiallagern 9 läuft, ist an der Rückseite des Ringkolbens 1 hinter dieser Lagerung ein scheibenförmiges oder sternförmiges Übertragungselement 25 vorgesehen, das mittels Übertragungszapfen 26 mit dem Ringkolben 1 in Eingriff steht. Das Übertragungselement 35 trägt auf seiner einen Seite ein Kraftabtriebsgetriebe, beispielsweise Kegelradgetriebe 27 und auf der anderen Seite die Steuerwelle 11.Since the annular piston 1 runs on the axial bearings 9, is on the Back of the annular piston 1 behind this bearing a disc-shaped or star-shaped transmission element 25 is provided, which is in engagement with the annular piston 1 by means of a transmission pin 26. The transmission element 35 carries on its one On the one hand, a power take-off gear, for example bevel gear 27, and on the other hand, the control shaft 11.

Die Bewegung der Schieber 4 mit dem Ringkolben 1 erfolgt dadurch, daß jeder Schieber 4 an seiner dem Ringkolben 1 zugewandten äußeren Ecke eine Steuernase 13 trägt, die in eine an der äußeren Umfangsfläche des Ringkolbens 1 angebrachte Steuernut 12 ein-The movement of the slide 4 with the annular piston 1 takes place in that each slide 4 faces the annular piston 1 on its side outer corner carries a control lug 13 which is inserted into a control groove 12 attached to the outer circumferential surface of the annular piston 1

greift. Hierdurch wird auch die an jedem Schieber vorgesehene Dichtleiste 28 in dichtender Auflage auf der Stirnfläche des Ringkolbens 1 gehalten.engages. As a result, the sealing strip 28 provided on each slide is also in sealing contact with the end face of the Ring piston 1 held.

Die Darstellung des Viertaktverfahrens mit dem Ringkolben findet sich in Figur 7. Es ist dort die sich auf 360 erstreckende Ringanordnung schematisch gestreckt dargestellt, wobei die fünf Einzelverbrennungsräume mit 3a, 3b, 3c, 3d und 3e bezeichnet sind. Entsprechend sind auch die zwischen den Einzelverbrennungsräumen angeordneten Schieber mit 4a, 4b, 4c, 4d und 4e bezeichnet, ebenso die entsprechenden Einlaßventile mit 18a, 18b, 18c, 18d und 18e, und die Auslaßventile mit 19a, 19b, 19c, 19d und 19e.The representation of the four-stroke process with the rotary piston takes place 7. The ring arrangement extending over 360 is shown schematically stretched there, with the five Individual combustion chambers are labeled 3a, 3b, 3c, 3d and 3e. Those between the individual combustion chambers are also corresponding arranged slide with 4a, 4b, 4c, 4d and 4e, as well as the corresponding inlet valves with 18a, 18b, 18c, 18d and 18e, and the exhaust valves at 19a, 19b, 19c, 19d and 19e.

Die Arbeitstakte sind in Figur 7 wie folgt angegeben: F = Füllen; V = Verdichten; A = Arbeitstakt; E = Entleeren. Die gemäß Figur 7 vorgesehene Zündfolge ist 3a - 3c - 3e ■- 3b - 3d,The work cycles are indicated in FIG. 7 as follows: F = filling; V = compress; A = work cycle; E = emptying. The firing sequence provided according to FIG. 7 is 3a - 3c - 3e ■ - 3b - 3d,

In Figur 8 wird eine grafische Darstellung der in einem Verbrennungsraum über einen Drehwinkel von 180° des Ringkolbena herrschenden Verhältnisse wiedergegeben. Die voll ausgezogene Kurve zeigt den Druckverlauf im Verbrennungsraum in bar. DieIn Figure 8 is a graphical representation of the in a combustion chamber reproduced conditions prevailing over an angle of rotation of 180 ° of the Ringkolbena. The fully extended The curve shows the pressure curve in the combustion chamber in bar. the

"8
gestrichelte Kurve zeigt die Belastung der Schieber in kg. Die strichpunktierte Kurve zeigt den Arbeitshub der Schieber."8th
The dashed curve shows the load on the slide in kg. The dash-dotted curve shows the working stroke of the slide.

S'clm-Oberridörf, den' 3, 2. 1984S'clm-Oberridörf, the '3, 2nd 1984

Werner MeIl Heinrich-Heine-Str. 21Werner MeIl Heinrich-Heine-Str. 21

D-6336 Solm-OberndorfD-6336 Solm-Oberndorf

VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine

Liste der BezugszeichenList of reference signs

11 - Ringkolben- rotary piston 22 - Stirnfläche- face 33 - Verbrennungsraum- combustion chamber 44th - Schieber- slider 55 - äußerer Mantel- outer coat 66th - innerer Mantel- inner coat 77th - Nut- Nut 33 - Dichtungsringe- sealing rings 99 - Axiallager- thrust bearings 1010 - Abtriebswelle- output shaft 1111th - Steuerwelle- control shaft 1212th - Steuernut für' Schieber- Control groove for 'slide 1313th - Steuernase- control nose 1414th - Abdeckung- cover 1515th - Ventilsteuerung- valve control 1616 - Gesamtabdeckung- Total coverage 1717th - Steuerwellen-Ansatz- Control shaft approach 1818th - Einlaßventil- inlet valve 1919th - Auslaßventil- exhaust valve 2020th - Zündkerze- spark plug 2121 - Einlaßkanal- inlet port 2222nd - Auslaßkanal- exhaust port 2323 - Raum für Schieber- Room for sliders 2424 -■ Untersetzung- ■ Reduction

25 - Übertragungselement25 - transmission element

26 - Übertragungszapfen26 - transmission pin

27 - Abtriebsgetriebe27 - output gear

28 - Dichtleiste28 - sealing strip

- Leerseite -- blank page -

Claims (20)

■ -6336 ^olm-Obünidc rf, den 2■ -6336 ^ olm-Obünidc rf, the 2 Werner MeIl
Heinrich-Heine-Str. 21Werner MeIl
Heinrich-Heine-Str. 21 D-63 36 Solm-OberndorfD-63 36 Solm-Oberndorf VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine PatentansprücheClaims [ 1.))Verbrennungskraftmaschine mit mindestens zwei Ver- ^~^^ brennungsräumen, deren Volumen mittels eines Kolbens zyklisch entsprechend den Arbeitstakten verkleinert und vergrößert wird und an dem die für die Zuführung des Kraftstoffes und des Verbrennungsgases und für die Abführung der Abgase sowie ggf. für die Zündung erforderlichen, gesteuerten Einrichtungen angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (1) kreisringförmig mit in Umfangsrichtung des Kreisringes entsprechend der gewünschten Vergrößerung und Verkleinerung des Verbrennungsraum-Volumens vertiefter und erhöhter Stirnfläche (2) ausgebildet und um die Mittelachse des Kreisringes drehbar, aber axial festgehalten gelagert ist, während jeder Verbrennungsraum (3) seitlich der Mittelachse einseitig vor einem Teil der kreisringförmigen Kolbenstirnfläche (2) angeordnet ist und die kreisringförmige Kolbenstirnfläche überspannende, gegenüber dieser abgedichtete, in Axialrichtung des Kolbens (9) bewegliehe Seitenwände (4) aufweist. [1)) internal combustion engine with at least two encryption ^ ~ ^^ brennungsräumen whose volume is reduced the operating cycles by means of a piston cyclically accordingly and increases and on which the for the supply of the fuel and the combustion gas and for the discharge of the exhaust gases as well as optionally . Controlled devices required for the ignition are attached, characterized in that the piston (1) is designed in the shape of a circular ring with a raised and lowered end face (2) in the circumferential direction of the circular ring according to the desired enlargement and reduction of the combustion chamber volume and around the central axis of the circular ring rotatably, but axially fixed, while each combustion chamber (3) is arranged to the side of the central axis on one side in front of a part of the annular piston end face (2) and the annular piston end face spanning the annular piston end face, sealed with respect to it, movable side walls in the axial direction of the piston (9) ( 4). -1^-I ;.Λ:λ '=;; r3A04158 - 1 ^ -I ; .Λ: λ '= ;; r3A04158 2.) Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Verbrennungsräume (3), beispielsweise fünf Verbrennungsräume, in Umfangsrichtung der kreisringförmigen Kolbenstirnfläche (2) hintereinander angeordnet sind.2.) Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that that more than two combustion chambers (3), for example five combustion chambers, in the circumferential direction the circular piston face (2) one behind the other are arranged. 3.) Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Kreisring der Kolbenstirnfläche mit Verbrennungsräumen (3) besetzt ist und zwischen jeweils zwei benachbarte Verbrennungsräume IU ein axial verschiebbar gelagerter Schieber (4) angebracht ist, der die sich entsprechenden Seitenwände dieser beiden benachbarten Verbrennungsräume bildet.3.) Internal combustion engine according to claim 2, characterized in that that the entire circular ring of the piston face is occupied by combustion chambers (3) and an axially displaceable slide (4) is attached between two adjacent combustion chambers IU which forms the corresponding side walls of these two adjacent combustion chambers. 4.) Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsamer, kreisringförmiger Verbrennungsraumkopf, eine für alle Verbrennungsräume gemeinsame und den kreisringförmigen Kolben umgebende, äußere zylindrische Umfangswand (5) und eine im Inneren des Kreisringes des Kolbens (1) angeordnete für alle Verbrennungsräume (3) gemeinsame, innere zylindrische Umfangswand (6) vorgesehen sind.4.) Internal combustion engine according to claim 3, characterized in that that a common, circular ring-shaped combustion chamber head, one for all combustion chambers common and surrounding the circular piston, outer cylindrical circumferential wall (5) and one inside the circular ring of the piston (1) for all Combustion chambers (3) common, inner cylindrical peripheral wall (6) are provided. 5.) Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber (4) sich von der inneren Umfangswand (6) zur äußeren Umfangswand (5) erstrecken und an beiden Umfangswänden abgedichtet axial verschiebbar geführt sind.5.) Internal combustion engine according to claim 4, characterized in that that the slide (4) extend from the inner peripheral wall (6) to the outer peripheral wall (5) and axially displaceable in a sealed manner on both circumferential walls are led. 6.) Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber (4) in axialen Nuten (7) der inneren Umfangswand (6) und in axialen Nuten (7) der äußeren Umfangswand (5) geführt sind.6.) Internal combustion engine according to claim 5, characterized in that that the slide (4) in axial grooves (7) of the inner peripheral wall (6) and in axial grooves (7) of the outer peripheral wall (5) are performed. 7.) Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisringförmige Kolben (1) an seiner äußeren Umfangsflache und seiner inneren Umfangsfläche nahe und entlang des Kolbenstirnflächenrandes ringförmige Dichtungselemente (8) trägt.7.) Internal combustion engine according to claim 4, characterized in that that the annular piston (1) on its outer peripheral surface and its inner peripheral surface carries annular sealing elements (8) near and along the edge of the piston end face. 8.) Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurchgekennzeichnet, daß die Kolbenstirnfläche (2) an allen Stellen in der Erstreckungsrichtung der Verbrennungsraum-Seitenwände (Schieber 4), vorzugsweise in im wesentliehen radialer Richtung ihres Kreisringes, mit gleichem, vorzugsweise geradlinigem, Profil ausgebildet ist.8.) Internal combustion engine according to one of claims 1 to 7, characterized in that the piston end face (2) on all points in the direction of extension of the combustion chamber side walls (slide 4), preferably in essentially radial direction of their circular ring, is formed with the same, preferably straight, profile. 9.) Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstirnfläche an allen Stellen in der Erstreckungsrichtung der Verbrennungsraum-Seitenwände (Schieber 4) mit einem ringförmigen Ventilansatz des Kolbens entsprechendem Profil ausgebildet ist.9.) Internal combustion engine according to claim 8, characterized in that that the piston end face at all points in the direction of extent of the combustion chamber side walls (Slide 4) formed with an annular valve attachment of the piston corresponding profile is. 10.) Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisringförmige Kolben (1) an seiner Rückseite auf ringförmigen Axiallagern (9) abgestützt ist.10.) Internal combustion engine according to one of claims 1 to 9, characterized in that the annular piston (1) is supported on its rear side on annular axial bearings (9). 11.) Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 1O, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisringförmige Kolben (1) an seiner Rückseite mit einem vorzugsweise kreisscheibenförmigen oder sternförmigen Übertragungselement ( 2.5 ) verbunden ist, das in seiner Mitte ein Verbindungselement zur Kraftabtriebswelle [AO), beispielsweise ein Kegelrad f2?), trägt.11.) Internal combustion engine according to one of claims 1 to 1O, characterized in that the circular ring-shaped piston (1) is connected on its rear side with a preferably circular disk-shaped or star-shaped transmission element ( 2.5) , which in its center is a connecting element to the power take-off shaft [AO), for example a bevel gear f2?), carries. 12.) Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement (25) in der Mitte gegenüberstehend zum Verbindungselement die sich axial erstreckende Steuerwelle (11) trägt.12.) Internal combustion engine according to claim 11, characterized in that that the transmission element (25) in the middle opposite to the connecting element which is axially extending control shaft (11) carries. 13.) Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis13.) Internal combustion engine according to one of claims 1 to 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben in seiner äußeren und/oder inneren Umfangsflache eine der Form der Kolbenstirnfläche (2) folgende Steuernut (12) aufweist, in die an den Schiebern (4) angebrachte Steuernasen (13) eingreifen.12, characterized in that the piston in its outer and / or inner circumferential surface one of the form the piston face (2) has the following control groove (12) into the control lugs attached to the slides (4) (13) intervene. 14.) Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis14.) Internal combustion engine according to one of claims 1 to 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtungen an den feststehenden Wandteilen (5, 6) der Verbrennungsräume (3) angebracht sind.13, characterized in that the cooling devices on the fixed wall parts (5, 6) of the combustion chambers (3) are attached. 15.) Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch.4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die für alle Verbrennungsräume (3) gemeinsame äußere zylindrische Umfangswand (5) mit Kühleinrichtungen versehen ist.15.) internal combustion engine according to claim 4, characterized in that that at least the outer cylindrical peripheral wall (5) common to all combustion chambers (3) is provided with cooling devices. 16.) Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere zylindrische Umfangswand (5) und die innere zylindrische Umfangswand (6) als doppelwandiger Mantel zur Aufnahme von Kühlflüssigkeit ausgebildet ist.16.) Internal combustion engine according to claim 15, characterized in that that the outer cylindrical peripheral wall (5) and the inner cylindrical peripheral wall (6) as double-walled Jacket is designed for receiving cooling liquid. 17.) Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwelle (11) als Antriebswelle eines wahlweise anzusetzenden Zusatzaggregats, beispielsweise eines Verdichters eine durch die Abdeckung (14) der Ventilsteuerung (15) hindurch geführte Verlängerung aufweist.17.) Internal combustion engine according to one of claims 1 up to 16, characterized in that the control shaft (11) acts as a drive shaft of an optional additional unit, for example a compressor one passed through the cover (14) of the valve control (15) Has extension. 18.) Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisringförmige Kolben (1) als gegenläufig doppelt wirkender Kolben ausgeführt und in zwei axial gegenüberliegenden Verbrennungsräumen (3) bzw. Gruppen von Verbrennungsräumen (3) rotiert.18.) Internal combustion engine according to one of claims 1 to 17, characterized in that the circular ring-shaped Piston (1) designed as a counter-rotating double-acting piston and in two axially opposite combustion chambers (3) or groups of combustion chambers (3) rotates. 19.) Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangssteuerung der beweglichen Verbrennungsraum-Seitenwände, beispielsweise Schieber (4) durch ein pendelndes Element im Verbrennuncjt raumkopf (16) erfolgt.19.) Internal combustion engine according to one of claims 1 to 17, characterized in that the forced control of the movable combustion chamber side walls, for example Slide (4) by a pendulum element in the combustion unit space head (16) takes place. 20.) Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangeteuerung der beweglichen Verbrennungsraum-Seitenwände, beispielswese Schieber (4) hydraulisch erfolgt.20.) Internal combustion engine according to one of claims 1 to 17, characterized in that the forced control of the movable combustion chamber side walls, for example slide (4) takes place hydraulically.
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