DE358324C

DE358324C - Explosive engine with two pistons rotating in an annulus

Info

Publication number: DE358324C
Application number: DEE25943D
Authority: DE
Original assignee: OTTO ENDTER
Current assignee: OTTO ENDTER
Priority date: 1920-11-27
Filing date: 1920-11-27
Publication date: 1922-09-18

Description

Explosionskraftmaschine mit zwei in einem Ringraum kreisenden Kolben. Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Explosionskraftmaschine mit zwei in einem Ringraum kreisenden Kolben, von denen einer mit gleichbleibender Geschwindigkeit ständig umläuft, während der zweite Kolben zeitweilig festgehalten wird und danach dem ersten mit beschleunigter Geschwindigkeit nacheilt.Explosive engine with two pistons rotating in an annulus. The present invention is a two-in-one explosion engine Annular space circling pistons, one of which at a constant speed rotates continuously while the second piston is temporarily held and then lags behind the first at accelerated speed.

Bei dieser Explosionskraftmaschine ist nun der Arbeitskolben mittels eines entsprechend abgedichteten Stegteils auf der Arbeitswelle aufgekeilt, der Kompressionskolben dagegen mit auf der Arbeitswelle angeordneten Scheiben fest verbunden. Von diesen Scheiben trägt eine ein Stirnrad, das mit einem zweiten Stirnrad in Eingriff steht, wobei letzteres durch einen, auf der Arbeitswelle fest angeordneten Nocken in einem, von der Arbeitswelle ständig angetriebenen Stirnrad gekuppelt bzw. von letzterer entkuppelt wird. Auf solche Weise wird der Kompressionskolben, nachdem er während eines ersten Bewegungsteiles des Arbeitskolbens festgehalten worden war, dem Arbeitskolben mit einer erhöhten Geschwindigkeit nacheilt.In this explosion engine, the working piston is now by means of a correspondingly sealed web part is keyed onto the output shaft, the Compression pistons, on the other hand, are firmly connected to disks arranged on the output shaft. One of these disks has a spur gear that meshes with a second spur gear stands, the latter by a cam fixedly arranged on the working shaft coupled in a spur gear constantly driven by the output shaft or by the latter is uncoupled. In such a way the compression piston will after he was held during a first part of the movement of the working piston, lags behind the working piston at an increased speed.

Die Zeichnung veranschaulicht den Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbelspiel.The drawing illustrates the subject matter of the invention in an exemplary embodiment.

Abh. i ist ein mittlerer Längsschnitt und Abb. 2 ein nach der Linie A-B der Abb. F, geführter Querschnitt durch Maschine und Getriebe.Dep. I is a mean longitudinal section and Fig. 2 is a along the line A-B of Fig. F, guided cross-section through the machine and gearbox.

Abb, 3 und q. stellen in einem Schnitt nach der Linie C-D der Abb.2 eine Einzelheit, nämlich die Sperrvorrichtung für den Kompressionskolben in zwei verschiedenen Stellungen dar, #A#bb.5 zeigt eine weitere Einzelheit in einen Schnitt nach -der Linie E-F der Abb. ä, und Abb. 6 endlich ist eine Stirnansicht auf die in Abb. 5 veranschaulichte Einrichtung.Fig, 3 and q. represent in a section along the line C-D of Fig.2 a detail, namely the locking device for the compression piston in two different positions, # A # bb.5 shows another detail in a section after the line E-F of Fig. ä, and Fig. 6, finally, is a front view of the Device illustrated in Fig. 5.

Die Maschine besteht aus.zwei deckelartig ausgebildeten Gehäuseteilen z und 2, die eine ringförmige Arbeitskammer 3 von kreisrundem Querschnitt umschließen und von einem Mantel q. rangeben. sein können, so daß zwischen der Außenfläche der Kammerwände und der Innenfläche des Mantels q. ein Raum für das kreisende Kühlwasser gebildet wird.The machine consists of two cover-like housing parts z and 2, which enclose an annular working chamber 3 of circular cross-section and from a coat q. indicate. can be so that between the outer surface of the Chamber walls and the inner surface of the shell q. a space for the circulating cooling water is formed.

In dem Gehäuseteil r sind in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise das Einlaßventil 5 und das Auslaßventil6 angeordnet, während der Gehäuseteil e in Höhe des am Teil i vorgesehenen Einlaßventils 5 den Stutzen für die Zündkerze 7 trägt. Zwischen dem Einlaßventil 5 und der Zündkerze 7 ist in dem einen der beiden Gehäuseteile noch ein Kugelventil o. dgl. 8 vorgesehen, dessen Zweck weiter unten dargelegt werden wird.In the housing part r are in the manner shown in the drawing the inlet valve 5 and the outlet valve 6 arranged during the Housing part e at the level of the inlet valve 5 provided on part i, the nozzle for the spark plug 7 carries. Between the inlet valve 5 and the spark plug 7 is in the one of the two housing parts still a ball valve o. The like. 8 is provided, its Purpose will be set out below.

Innerhalb der Arbeitskammer 3 sind zwei Kolben 9 und io -angeordnet, von denen der Kolben 9 mittels des Steges 911 auf der Arbeitswelle i i befestigt ist, während der Kolben io (durch Schrauben 12) mit zwei auf der Arbeitswelle i i sich drehenden, gegen die Gehäuseteile i und 2 entsprechend abgedichteten Scheiben 13 und 14 fest verbunden ist. Dadurch kann der Kolben io in gleicher Weise wie der Arbeitskolben 9 eine kreisende Bewegung um die Mittelachse der Arbeitswelle i i ausführen. Die beiden Kolben 9 und io sind durch geeignete Dichtungsringe (in der Zeichnung nicht angegeben) gegen die Wandung der Arbeitskammer 3 abgedichtet. Die Abdichtung des Steges 9d erfolgt durch die Scheiben 13 und 14, mit denen der zweite Kolben io mittels der Schrauben 12, 12 fest verbunden ist.Within the working chamber 3 two pistons 9 and io are arranged, of which the piston 9 is attached to the working shaft i i by means of the web 911 is, while the piston io (by screws 12) with two on the output shaft i i rotating discs that are appropriately sealed against housing parts i and 2 13 and 14 is firmly connected. This allows the piston io in the same way as the Working piston 9 makes a circular movement about the central axis of the working shaft i i carry out. The two pistons 9 and io are secured by suitable sealing rings (in the Drawing not specified) sealed against the wall of the working chamber 3. the The web 9d is sealed by the disks 13 and 14 with which the second Piston io is firmly connected by means of screws 12, 12.

Seitlich des Gehäuseteiles 2 ist noch eine Kappe 15 vorgesehen, die einerseits das eine Kugellager 16 für die Arbeitswelle ii aufnimmt, anderseits aber eine Kammer 17 umschließt.A cap 15 is provided on the side of the housing part 2, which on the one hand, which receives a ball bearing 16 for the working shaft ii, on the other hand, however a chamber 17 encloses.

Innerhalb der Kammer 17 ist fest auf der Arbeitswelle ii ein Stirnrad i8 aufgekeilt, das mit einem Stirnrad i9 in Eingriff steht, welch letzteres auf einer Hülse 2o sitzt. Die Hülse 2o ist von einem Keil 2i ,durchdrungen, der seinerseits durch einen Längsschlitz 22 eines Kuppelungsbolzens 23 hindurchreicht. Der Kuppelungsbolzen 23 trägt das im besondern aus Abb. 5 und 6 zu ersehende Kupplungsglied 24, das in die Klauenkuppl.ung 25 eines lose auf der Hülse 2o angeordneten Stirnrades 26 eingreift. In der in den Abb. 2 und 5 der Zeichnung veranschaulichten Stellung ist die Kupplung 24,25 eingerückt, so daß das an sich lose auf der Hülse 2o sitzende Stirnrad 26 über den Kupplungsbolzen 23 mit der Hülse 2o und dem auf letzterer festgekeilten Stirnrad i9 gekuppelt ist. Mit dem Stirnrad 26 steht fernerhin ein Stirnrad 27 in Eingriff, das mit der zum Kompressionskolben io gehörenden Scheibe 14 aus einem Stück besteht oder an dieser Scheibe befestigt ist.Inside the chamber 17 is a spur gear fixed on the output shaft ii i8 keyed, which meshes with a spur gear i9, the latter on a sleeve 2o sits. The sleeve 2o is penetrated by a wedge 2i, which in turn extends through a longitudinal slot 22 of a coupling bolt 23. The coupling bolt 23 carries the coupling member 24, which can be seen in particular in Figs. 5 and 6, which is shown in the Klauenkuppl.ung 25 of a loosely arranged on the sleeve 2o spur gear 26 engages. In the position illustrated in FIGS. 2 and 5 of the drawing, the clutch is 24.25 indented, so that the spur gear 26, which is loosely seated on the sleeve 2o over the coupling bolt 23 with the sleeve 2o and the wedged on the latter Spur gear i9 is coupled. With the spur gear 26 is also a spur gear 27 in Engagement with the disk 14 belonging to the compression piston io from a Piece consists or is attached to this disc.

Der Kupplungsbolzen 23 steht einerseits unter der Wirkung einer Feder 28, andererseits aber mittels des Stiftes bzw. Bolzens 29 unter dem Einfluß einer auf der Arbeitswelle i i aufgekeilten Nockenscheibe o. dgl. 30, wobei die Feder 28 das Bestreben hat, den Kupplungsbolzen 23 in der aus Abb. 2 ersichtlichen Stellung zu halten, in der die Kupp= Jung eingerückt ist.The coupling bolt 23 is on the one hand under the action of a spring 28, but on the other hand by means of the pin or bolt 29 under the influence of a on the working shaft i i keyed cam disk o. The like. 30, whereby the spring 28 endeavors to position the coupling bolt 23 in the position shown in FIG to hold, in which the Kupp = Jung is indented.

Außerhalb der Scheibe 13, und zwar innerhalb einer von denn Gehäuseteil i aufgebrachten Kammer 31 ist ein mit der Scheibe 13 fest verbundener kreisbogenartig gekrümmter Arm 32 vorgesehen, der bei 33 eine Eintiefung bzw. Rast aufweist. Diese Rast 33 dient dazu, um zu bestimmter Zeit eine Rolle bzw. einen Vorsprung 34 aufzunehmen, der sich an einem Lenker 35 befindet. Dieser Lenker ist mittels einer Schubstange o. dgl. 36 mit einem am. Gehäuseteil i bei 37 drehbaren und unter Federwirkung stehenden Hebel 38 verbunden, welch letzterer mit einer Rolle 39 auf einer Nockenscheibe 40 läuft. Die Nockenscheibe 40 ist auf der Arbeitswelle i i aufgekeilt und steuert damit den am: Gehäuse i um Bolzen 35u' drehbaren Lenker 35 mit der an letzterem angeordneten Rolle 34 in der. Weise, daß die Rolle 34 zeitweise gezwungen wird, in die Rast 33 des an der Scheibe 13 vorgesehenen Armes 32 eiDzufallen (s. Abb. 3) und damit die Scheiben 13 und 14 nebst dem Kompressionskolben io zu sperren, während die Rolle 34 im anderen Falle durch den auf den Hebel 38 ausgeübten Federdruck aus der Rast 33 ausgehoben wird und dann, eine Drehung des Kompressionskolbens io zuläßt. Die Wirkungsweise der Explosionskraftmaschine ist folgende: Es sei angenommen, daß die Maschine sich in der aus Abb. i ersichtlichen Stellung im Stillstand befindet. Dreht man nun mittels einer Kurbel die Arbeitswelle i i im Sinne der Uhrzeigerbewegung, so, wird dann zunächst der Arbeitskolben 9 in kreisende Bewegung um die Achse der Arbeitswelle i i versetzt, wobei er durch das Einlaßventil5 Gas-Luft-Gemisch in die Arbeitskammer 3 ansaugt. Hierbei wird die vor dem Kolben 9 befindliche Luft komprimiert. Der Kompressionskolben io ist dabei zunächst durch den Eingriff der Rolle 34 in die Rast 33 des Armes 32 festgehalten. Die Abb. 3 zeigt die Stellung der Sperrvorrichtung in .dem der Kolbenstellung nach Abb. i entsprechenden Augenblick. Im Augenblick des Andrehens der Arbeitswelle i i drückt im übrigen der Nocken der auf der Welle 1 i befestigten Nockenscheibe 3o den Bolzen 29 und damit auch den Kupplungsbolzen 23, letzteren gegen die Wirkung seiner Feder 28 zurück, d. h. in Richtung auf den Gehäuseteile, so daß das in der Kammer 17 untergebrachte Getriebe 26, 27 ausgerückt ist.Outside the disk 13, specifically within a chamber 31 attached by the housing part i, an arm 32, which is firmly connected to the disk 13 and is curved in the manner of an arc of a circle, is provided, which has a recess or detent at 33. This catch 33 is used to accommodate a roller or a projection 34, which is located on a link 35, at a certain time. This link is connected by means of a push rod or the like 36 to a lever 38 which is rotatable on the housing part i at 37 and is under spring action, the latter running with a roller 39 on a cam disk 40. The cam disk 40 is keyed on the working shaft ii and thus controls the link 35, which is rotatable on the housing i about bolts 35u ', with the roller 34 arranged on the latter. Way that the roller 34 is temporarily forced to fall into the detent 33 of the arm 32 provided on the disk 13 (see Fig. 3) and thus to lock the disks 13 and 14 together with the compression piston, while the roller 34 in the other The case is lifted out of the detent 33 by the spring pressure exerted on the lever 38 and then allows the compression piston to rotate. The mode of operation of the explosion engine is as follows: It is assumed that the machine is at a standstill in the position shown in Fig. I. If the working shaft ii is now rotated clockwise by means of a crank, the working piston 9 is first set in a circular motion around the axis of the working shaft ii, sucking in the gas-air mixture through the inlet valve 5 into the working chamber 3. Here, the air in front of the piston 9 is compressed. The compression piston io is initially held by the engagement of the roller 34 in the detent 33 of the arm 32. Fig. 3 shows the position of the locking device in the moment corresponding to the piston position according to Fig. I. At the moment of turning on the working shaft ii, the cam of the cam disk 3o fastened on the shaft 1 i pushes the bolt 29 and thus also the coupling bolt 23, the latter against the action of its spring 28, ie in the direction of the housing parts, so that the Gear 26, 27 housed in chamber 17 is disengaged.

Hat der Arbeitskolben 9 bei der Drehung der Arbeitswelle i i die in Abb. i durch eine punktierte Linie veranschaulichte Stellung erreicht, also ungefähr eine halbe Umdrehung ausgeführt, so ist in dem betreffenden Augenblick die Rolle 39 gerade von dem Nocken 4o freigegeben, so daß die Feder 3811 den Hebel 38 mit der Rolle 39 in die aus Abb. 4 ersichtliche Stellung (d. h. gegen die Mitte der Welle i i) drüc#lct, in der die Rolle 34 aus der Rast 33 des mit der Scheibe 13 und dadurch .mit dem Kompressionskolben io fest verbundenen Armes 32 herausgehoben ist. Der Kompressionskolben io ist somit also freigegeben und wird durch die hinter ihm, verdichtete Luft angetrieben. Gleichzeitig damit ist aber auch der Nocken der Nockenscheibe 3o an dem Bolzen 29 vorbeigegangen, so daß die Kupplung 24,25 eingerückt und das Stirnrad 26 von dem mit dem Stirnrad 18 in ständigem Eingriff befindlichen Zahnrad ig mitgenommen wird und dadurch seinerseits das Stirnrad 27 in Umdrehung versetzt. Da dieses Stirnrad 27 mit der- Scheibe 14 und die Scheibe 14 mit dem Kompressionskolben i,o fest verbunden ist, so wird nunmehr der Kompressionskolben io in kreisende Bewegung versetzt, und zwar - im Hinblick auf das Übersetzungsverhältnis in dem Getriebe 18, i g, 26, 27 - mit einer Geschwindigkeit, die doppelt so groß ist, wie die Geschwindigkeit des Arbeitskolbens g.When the working piston 9 rotates the working shaft i i the in Fig. I reached position illustrated by a dotted line, i.e. approximately half a turn executed, it is at the moment in question the roller 39 just released from the cam 4o, so that the spring 3811 the lever 38 with the roller 39 in the position shown in Fig. 4 (i.e. towards the center the shaft i i) presses, in which the roller 34 from the detent 33 of the with the disc 13 and thereby .with the compression piston io firmly connected arm 32 lifted out is. The compression piston io is thus released and is by the rear propelled him, compressed air. At the same time, however, the cam is also the Cam disk 3o passed the bolt 29 so that the clutch 24,25 is engaged and the spur gear 26 of which is in constant engagement with the spur gear 18 Gear ig is entrained and thereby in turn the spur gear 27 in rotation offset. Since this spur gear 27 with the disk 14 and the disk 14 with the compression piston i, o is firmly connected, the compression piston io is now in a circular motion offset, namely - with regard to the gear ratio in the transmission 18, i g, 26, 27 - at a speed twice the speed of the working piston g.

Dadurch wird das im ersten Takt angesaugte Gas-Luft-Gemisch von dein mit.doppelter Geschwindigkeit nacheilenden Kompressionskolben io komprimiert. Haben die beiden Kolben 9 und io wiederum die aus Abb, i ersichtliche Stellung erreicht, so befindet sich das Gas-Luft-Gemisch in stark komprimiertem Zustande zwischen den beiden Kolben 9 und io, von denen der Kompressionskolben io nunmehr wieder durch die Einwirkung des NOCkes 40 auf die Rolle 39 und durch das damit veranlaßte Eintreten der Rolle 34 in die Rast 33 des Armes 32 festgehalten wird. Es erfolgt nunmehr die Zündung, wodurch der Arbeitskolben 9 in Bewegung gesetzt und die Arbeitswelle i i angetrieben wird.As a result, the gas-air mixture sucked in in the first cycle is released from your compression piston io compressed with double speed lagging. Have the two pistons 9 and io in turn reached the position shown in Fig, i, so the gas-air mixture is in a highly compressed state between the two pistons 9 and io, of which the compression piston io is now through again the action of the NOCkes 40 on the roller 39 and the occurrence caused by it the roller 34 is held in the detent 33 of the arm 32. There is now the Ignition, whereby the working piston 9 is set in motion and the working shaft i i is driven.

Wenn der Arbeitskoben 9 infolge der Expansion dann wiederum die in Abb. i durch die punktierte Linie veranschaulichte Stellung erreicht, so öffnet sich das Auslaßventil 6 und der jetzt mit doppelter Geschwindigkeit nacheilende Kompressionskolben io treibt die verbrannten Gase restlos durch das Auspuffventil 6 aus der Kammer 3 heraus.If the working piston 9 as a result of the expansion then again the in Fig. I reached position illustrated by the dotted line, so opens the outlet valve 6 and the one now lagging at double speed Compression piston io drives the burned gases completely through the exhaust valve 6 out of chamber 3.

Inzwischen, ungefähr gleichzeitig mit dem Öffnen des Auspuffventils 6, hat sich auch das Kugelventil o. dgl. 8 geöffnet, durch das entweder Frischluft oder bereits ein Teil von frischem Gas-Luft-Gemisch hinter den Kolben io in die Kammer eintritt, so, daß die Bildung eines Unterdrucks hinter dem Kompressionskolben io unmöglich gemacht wird.Meanwhile, roughly at the same time as the exhaust valve opened 6, the ball valve or the like 8 has also opened, through which either fresh air or already part of the fresh gas-air mixture behind the piston io into the Chamber enters so that the formation of a negative pressure behind the compression piston io is made impossible.

Haben die Kolben 9 und io nach Beendigung des vierten Taktes wiederum die aus Abb. i ersichtliche Stellung erreicht, so beginnt der Vorgang von neuem, indem durch das jetzt wieder geöffnete Einlaßventil5 nYeues Gas-Luft-Gemisch in die Kammer 3 hineinströmt bzw. durch den in kreisender Bewegung verharrenden Arbeitskolben 9 hineingesaugt wird, um durch den alsbald nacheilenden Kompressionskolben komprimiert und danach entzündet zu werden.Have the pistons 9 and io again after the end of the fourth cycle reaches the position shown in Fig. i, the process begins anew, by introducing a new gas-air mixture through the inlet valve, which is now open again the chamber 3 flows into it or through the working piston which remains in circular motion 9 is sucked in to be compressed by the compression piston which is soon trailing behind and then to be ignited.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Explosive engine with two in one annulus rotating pistons, of which the working piston .at uniform speed rotates continuously while the compression piston is temporarily held and then lags behind the first at accelerated speed, characterized in that that the working piston (9) in a known manner by means of a correspondingly sealed Web part (gd) is attached to the output shaft (i i), the compression piston (io), on the other hand, with disks (13, 14) arranged on the working shaft (i i) is connected, of which one disc (14) carries a spur gear (27) with another spur gear (26) is in engagement, the latter by one on the Working shaft (ii) fixed cam (30) with one of the working shaft (i i) constantly .driven sleeve (20) is coupled or uncoupled from the latter.

2. Explosive engine according to claim i, characterized in that because Compression piston (i, o) or on the disk (13) connected to it an arm (32) provided with a detent (33) is attached, which is secured by a push rod (36) with a lever (38) in connection, which is from one on the working shaft (i i) fixed cam (40) is controlled so that the roller (34) during a first Moving part of the working piston (9) the compression piston (io) when it is disengaged The transmission holds, but releases this piston as soon as the working piston (9) has its has reached second dead center, at which moment the automatic engagement of the gearbox for the compression piston takes place.