DE731039C

DE731039C - Two-stroke internal combustion engine

Info

Publication number: DE731039C
Application number: DEC54692D
Authority: DE
Inventors: Bernard Jean Albert Chaude
Original assignee: BERNARD JEAN ALBERT CHAUDE
Current assignee: BERNARD JEAN ALBERT CHAUDE
Priority date: 1938-01-12
Filing date: 1939-01-12
Publication date: 1943-02-01

Description

Zweitakt-Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Zweitakt-Brenrikraftmaschine mit einem mittleren, doppelt wirkenden und zwei äußeren, sich innerhalb des Zylinders gleichsinnig bewegenden Kolben, den sie in zwei Arbeitskammern unterteilen, deren Böden je durch einen Kolben gebildet werden. Jeder der äußeren Kolben ist mittels Exzenter an dieselbe Kurbelwelle wie der doppelt wirkende Kolben, jedoch ungefähr im Gegenlauf mit diesem gekuppelt, wobei die Kurbelwelle quer in der Mitte des Zylinders angeordnet ist.Two-stroke internal combustion engine The invention relates to a two-stroke internal combustion engine with a middle, double-acting and two outer, located inside the cylinder pistons moving in the same direction, which they divide into two working chambers, whose Bottoms are each formed by a piston. Each of the outer pistons is means Eccentric on the same crankshaft as the double-acting piston, but approximately coupled in the opposite direction with this, the crankshaft transversely in the middle of the cylinder is arranged.

Ein solcher bekannter Motor ist in der Abb. i der beiliegenden Zeichnungen schematisch dargestellt worden. Er enthält einen festen Zylinder mit zwei Paar Ein- und Austrittsöffnungen 2, 2' und 3, 3' und mit zwei Zündkerzen bzw. Injektoren 28 und 28', je nachdem @es sich um einen Explosionsmotor oder um eine Art Dieselmotor handelt.One such known engine is shown in Figure i of the accompanying drawings has been shown schematically. It contains a fixed cylinder with two pairs of single and outlet openings 2, 2 'and 3, 3' and with two spark plugs or injectors 28 and 28 ', depending on whether it is an explosion engine or a type of diesel engine acts.

Im Zylinder bewegt sich ein äußerer Zweikolb ensatz -., 4', dessen Kolben miteinander durch eine Längskolbenstange 5 verbunden sind; diese letztere geht durch einen zweiten, mittleren, miteinander durch zwei seitliche Rahmen i 5, 15' verbundenen Kolbensatz 6, 6', wobei ein 'Durchgang für eine senkrechte Welle i o frei gelassen ist.An outer two-piston set moves in the cylinder -., 4 ', the pistons of which are connected to one another by a longitudinal piston rod 5; this latter passes through a second, central, lateral to each other by two frame i 5, 1 5 'connected piston assembly 6, 6', wherein a 'passage for a vertical shaft is allowed to freely io.

Die zwei Kolbensätze .4, ,l' und 6, 6' sind je mit der Welle io gekuppelt, z. B. durch Exzenter 21 und 17, 17'; die seitlichen Rahmen i 5, 15', welche die inneren Kolben 6, 6' ver= binden, sind zu diesem Zweck mit recht«inkligen Ausnehmungen mit flachen Böden i6, i 6' versehen, auf deren Randeinfassungen t 8, i S' und i g, i g' sich die Exzenter 17, 17' abstützen.The two piston sets .4,, l 'and 6, 6' are each coupled to the shaft io, e.g. B. by eccentrics 21 and 17, 17 '; the side frames i 5, 1 5 ', which connect the inner pistons 6, 6', are provided for this purpose with fairly "inclusive recesses with flat bottoms i6, i 6 ', on the edges of which t 8, i S' and ig, ig 'the eccentrics 17, 17' are supported .

Der mittlere Stangenteil s, der die äuberen Kolben .4, ,l' verbindet, stellt einen abgeflachten Rahmen dar, welcher aus zwei seitlichen Wangen 2o, 2o' besteht und auf dessen kleine Seiten 22, 23 sich das Exzenter 2 i abstützt. Dieses Exzenter 21 ist so auf die Welle io aufgekeilt, daß es zu den Exzentern 17, 17' um annähernd i8o' versetzt ist. Um die Abnutzung der Exzenter und der Abstutzrahmen zu verringern, sind auf die Exzenter 17, 17' und 21 meist frei angeordnete Ringe 24., 24' und 25 mittels Kugel-oder Rollenlager aufgesetzt.The middle part of the rod s, which connects the upper pistons .4,, l ', represents a flattened frame, which consists of two side cheeks 2o, 2o ' exists and on the small sides 22, 23 of the eccentric 2 i is supported. This Eccentric 21 is keyed onto the shaft io in such a way that the eccentrics 17, 17 ' is offset by approximately i8o '. About the wear and tear of the eccentric and the supporting frame to reduce, are on the eccentrics 17, 17 'and 21 mostly freely arranged rings 24., 24 'and 25 placed by means of ball or roller bearings.

Es sei aber bemerkt, daß die Ringe 24., 24.' und 25 der Kupplungsvorrichtung gemäß Abb. i eine verhältnismäßig große Masse besitzen, so daß sie auf ihre Abstützflächen merkliche Trägheitskräfte ausüben, die im übrigen in gew=issem Maße eine nützliche Wirkung haben, da sie derart gerichtet sind, daß sie sich den infolge der Kupplung in schräger Richtung auf die Kolben ausgeübten Beanspruchungen widersetzen. Da jedoch im Augenblick der Umkehrung der Bewegung der Kolben die Ringe, die in diesem Augenblick von dem am wenigsten weit vom Wellenmittelpunkt befindlichen Teil . des Exzenters berührt werden, mit der Mindestgeschwindigkeit umlaufen, infolge der Änderung der Abstützfläche (beispielsw=eise werden bei der auf Abb. i dargestellten Lage die wirksamen Abstützflächen 18, 18' und 23 am einen Hubende durch die Flächen i g, i g' und 22 ersetzt) nunmehr mit dem am weitesten von der Welle entfernten Teil des Exzenters in Berührung gebracht werden und daher eine plötzliche Änderung der Umdrehungsgeschwindigkeit erfahren, kann ihre Trägheit Gleitbewegungen auf jenen Abstützflächen und dementsprechend eine Abnutzung hervorrufen.It should be noted, however, that the rings 24., 24. ' and 25 of the coupling device according to Fig. i have a relatively large mass, so that they on their support surfaces exert noticeable forces of inertia, which, moreover, are to a certain extent useful Have effect because they are directed in such a way that they are due to the coupling resist loads exerted on the pistons in an oblique direction. However, since at the moment of reversing the movement of the pistons the rings that at that moment from the part closest to the center of the shaft. of the eccentric are touched, revolve at the minimum speed, as a result of the change in Support surface (for example, in the position shown in Fig effective support surfaces 18, 18 'and 23 at one end of the stroke by the surfaces i g, i g 'and 22 replaced) now with the part furthest from the shaft of the eccentric are brought into contact and therefore a sudden change in the Experienced rotational speed, their inertia can cause sliding movements on those Support surfaces and, accordingly, cause wear.

Der :Motor, welcher den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, erlaubt es, diesen Nachteil dadurch zu beseitigen, dall' die Exzenter je mit zwei unabhängigen Ringen versehen sind, die frei auf dem Exzenter angeordnet -werden und sich je auf die entgegengesetzten Seiten des Rahmens abstützen, der mit dem entsprechenden Kolbensatt verbunden ist.The: engine, which forms the subject of the present invention, allows this disadvantage to be eliminated by dall 'the eccentrics each with two independent rings are provided, which are freely arranged on the eccentric and lean on the opposite sides of the frame, the one with the corresponding Kolbensatt is connected.

Durch diese Anordnung tritt bei Bewegung der Kolben in eine gegebene Richtung nur einer der beiden Ringe tatsächlich in Tätigkeit, während beim Umkehren der Kolben in die andere Richtung dieser Ring nicht mehr stark. gegen die entsprechende Stützfläche des Rahmens angedrückt wird und somit nicht gezwungen ist, seine Drehrichtung plötzlich zu ändern, wodurch auch jedes Gleiten mit der entsprechenden Reibung und Abnutzung des Dinges und der Abstützfläche vermieden wird.By this arrangement occurs when moving the piston in a given Direction of only one of the two rings is actually in action while reversing the piston in the other direction of this ring is no longer strong. against the corresponding The support surface of the frame is pressed against it and is therefore not forced to change its direction of rotation suddenly change, which also causes each slide with the corresponding friction and Wear of the thing and the support surface is avoided.

Beispielshalber sollen nachstehend an Hand der Zeichnung zwei Ausführungsformen der erfndungsgernäßen Kraftmaschine beschrieben werden.By way of example, two embodiments are given below with reference to the drawing of the engine according to the invention are described.

Abb. i, die oben beschrieben worden ist, zeigt schematisch eine Kraftmaschine bekannter Art, auf welche sich die Erfindung bezieht.Fig. I, described above, shows schematically an engine known type to which the invention relates.

Abb.2 zeigt in axialem Schnitt eitle erste Ausführungsform der ernndungsgemäßen Kraftmaschine.Fig.2 shows in axial section a first embodiment of the design according to the invention Power machine.

Abb.3 und d zeigen erstere in axialem Schnitt durch eine senkrecht zur Welle stehende Ebene und zweite in axialem Schnitt durch eine die Wellenachse enthaltende Ebene eine zweite Ausführungsform der Erfindung.Fig.3 and d show the former in an axial section through a perpendicular to the shaft standing plane and second in axial section through the shaft axis containing level a second embodiment of the invention.

Abb.5 stellt eine Einzelheit der Ausführung dar.Figure 5 shows a detail of the design.

Gemäß Abb. 2 sind die Exzenter 17, 17', die mit den inneren Kolben 6 und 6' in Eingriff stehen, je mit zwei Ringen 29, 3o bzw. 29', 30' versehen, während die Seiten der Rahmen 15, 15' eine abgestufte Fläche besitzen, derart, daß sie Stützflächen 31, 31' für die Ringe 29, 2c)', mit denen jene Flächen bei Bewegung der Kolben 6, 6' in Richtung des Pfeiles f zusammenwirken, und Stützflächen 32, 32' bilden, die mit den Ringen 30, 3o' zusammenwirken, -wenn die Kolben 6, 6' sich in Richtung des Pfeiles j' verschieben. Ebenso enthält der Rahmen 20, 2o' der Stange 5, 5' der äußeren Kolben .l, 4.' außer dem Exzenter 21, das lediglich durch die linke Abstützfiäche 23 betätigt wird, noch einen Teil 33, der Abstützflächen 34., 3.1' aufweist, die mit Ringen 35, 35' von zwei anderen Exzentern 36, 36' zusammenwirken, wenn diese äußeren Kolben .l, ,l' sich von rechts nach links verschieben.According to Fig. 2, the eccentrics 17, 17 'with the inner piston 6 and 6 'are in engagement, each provided with two rings 29, 3o and 29', 30 ', while the sides of the frames 15, 15 'have a stepped surface such that they have support surfaces 31, 31 'for the rings 29, 2c)', with which those surfaces when the piston 6, 6 'cooperate in the direction of arrow f, and form support surfaces 32, 32', the with the rings 30, 3o 'cooperate, -when the pistons 6, 6' in the direction of the Move arrow j '. Likewise, the frame 20, 2o 'contains the rod 5, 5' of the outer one Piston .l, 4. ' except for the eccentric 21, which is only provided by the left support surface 23 is actuated, nor a part 33, the support surfaces 34., 3.1 ', the with rings 35, 35 'of two other eccentrics 36, 36' cooperate when these outer piston .l,, l 'move from right to left.

Die Ausführungsform der auf Abb.3 bis 5 dargestellten Exzenterkupplung enthält wie 1 die Ausführungsform der Abb.2 zwei lose auf jedes Exzenter aufgesetzte Ringe, aber diese beiden Ringe sind dabei fest mit zwei in Form von Kreissektoren ausgebildeten Armen verbunden, die sich je auf einer der gegenüberstehenden Seiten des Verbindungsrahmens abstützen und in gegenseitiger Verlängerung angeordnet sind.The embodiment of the eccentric clutch shown in Figures 3 to 5 Like 1, the embodiment of Figure 2 contains two loosely placed on each eccentric Rings, but these two rings are fixed with two in the form of sectors of a circle trained arms connected, each on one of the opposite sides of the connecting frame and are arranged in mutual extension.

Der auf Abb.3 und d dargestellte Motor enthält wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform einen Zvlinder aus zwei Teilen 51, 51', in denen sich einerseits zwei innere, starr miteinander verbundene Kolben 52. 52' sowie anderseits zwei äußere, ebenfalls starr miteinander verbundene Kolben 53, 5,;' verschieben. Diese beiden Kolbenpaare sind dabei annähernd regenläufig auf der gemeinsamen Motorwelle 54 mittels eines Exzenters 55 für die inneren Kolben 52, 52' sowie mittels zweier Exzenter 56, 57 für die äußeren Kolben 53, 53' gekuppelt. Die Zylinder 51, Si' sind,.wie oben beschrieben, mit Einström- und Auspufföffnungen versehen.The engine shown in Fig.3 and d contains like the one above described embodiment a cylinder made of two parts 51, 51 ', in which on the one hand two inner, rigidly interconnected pistons 52, 52 'and on the other hand two outer pistons 53, 5, also rigidly connected to one another; ' move. These two pairs of pistons are almost rain-running on the common Motor shaft 54 by means of an eccentric 55 for the inner pistons 52, 52 'and by means of two Eccentrics 56, 57 for the outer pistons 53, 53 'coupled. The cylinders 51, Si 'are, .like described above, provided with inlet and outlet openings.

Die Verbindung -zwischen den Exzentern und den entsprechenden Kolbenpaaren wixd für die inneren Kolben mit Hilfe folgender Organe hergestellt: Die beiden Kolben 52, 52' sind miteinander durch zwei Platten 58, 58' verbunden, die je eine rechtwinklige Öffnung 59, 59' zum Durchlaß der Motorwelle 54 aufweisen, oder jene Kolben sind durch vier getrennte Stangen oder Schienen verbunden, während zwischen diesen Platten 58, 58' Teile 6o; 6o' befestigt sind, die Abstützungen für das Exzenter 55 bilden. Dieses Exzenter 55 stützt sich auf jenen Teilen mittels konzentrischer, lose auf diesem Exzenter au_ fgesetzter sowie in Bezug aufeinander lose beweglicher Ringe- 61, 62 ab, die fest -mit zwei Armen 63 bzw. 64 verbunden sind, die in Teile 65, 66 auslaufen, welche in Gestalt von Kreissektoren- ausgebildet sind und sich auf den Flächen 6o, 60' abstützen sowie auf diesen ohne Gleitung während der Wechselbewegung der Kolben rollen. Im Schnitt durch .eine radiale Ebene haben die Teile 65, 66 ebenfalls eine kreisförmige Gestalt, wie man in Abb.4 sieht, während die Teile 6o, 6o' eine zylindrische Oberfläche von entsprechendem Profil aufweisen, wodurch das Zentrieren der Teile erleichtert wird.The connection between the eccentrics and the corresponding pairs of pistons is made for the inner pistons with the aid of the following organs: The two pistons 52, 52 'are connected to one another by two plates 58, 58', each with a right-angled opening 59, 59 'to the passage of the motor shaft 54, or those pistons are connected by four separate rods or rails, while between these plates 58, 58 'parts 6o; 6o 'are attached, which form supports for the eccentric 55. Are provided with two arms 63 and 64 connected to expire in parts 65, 66 - this eccentric 55 based on those parts by means of concentric loosely on this eccentric au_ fgesetzter and loosely movable with respect to each Pendants- 61, 62 to be laid which are designed in the form of circular sectors and are supported on the surfaces 6o, 60 'and roll on these without sliding during the reciprocating movement of the pistons. In a section through a radial plane, the parts 65, 66 also have a circular shape, as can be seen in Figure 4, while the parts 6o, 6o 'have a cylindrical surface with a corresponding profile, which makes it easier to center the parts.

Um die Sektoren 65, 66 daran zu hindern, sich von ihren Abstützflächen 6o, 6o' zu lösen, stehen sie mit letzteren durch einen oder mehrere seitlich angeordnete Zähne, wie 65', 65" und 66', 66" (vgl. Abb.4), in Eingriff; -infolge der durch den verhältnismäßig großen Radius der Trägerarme 63, 64 bedingten geringen Amplitude der Schwingungsbewegungen der Sektoren 65, 66 reichen diese Zahnungen aus, um die Sektoren auf den Abstützflächen zu halten. Die Ringe 61, 62 sind aufeinander und auf .Exzenter 55 unter Zwischenlage von in der Zeichnung nicht dargestellten Kugel-, Nadel-, Rollenlagern o. dgl. aufgesetzt, und ihr Einbau erfolgt in der Weise, daß beispielsweise der äußere Ritg 62 zweiteilig ausgebildet wird.In order to prevent the sectors 65, 66 from moving away from their support surfaces 6o, 6o 'to solve, they stand with the latter by one or more laterally arranged Teeth such as 65 ', 65 "and 66', 66" (see Fig.4), in engagement; - as a result of the relatively large radius of the support arms 63, 64 caused low amplitude the vibratory movements of the sectors 65, 66, these teeth are sufficient to To keep sectors on the support surfaces. The rings 61, 62 are on top of each other and on .Eccentric 55 with the interposition of ball, not shown in the drawing, Needle bearings, roller bearings or the like. Put on, and their installation takes place in such a way that for example, the outer part 62 is formed in two parts.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform bietet gegenüber der Ausführungsform gemäß Abb. 2 folgende Vorteile Einerseits wird der Platzbedarf in Querrichtung vermindert, und anderseits gestattet die Höhe der Arme 63, 64 eine Verteilung der Beanspruchungen auf einer größeren Berührungsfläche oder auf einer größeren Anzahl von Kugeln o. dgl. zwischen dem Ring und dem Exzenter, was eine Verminderung der Abnutzung zur Folge hat. Ferner erlaubt die auf diese Arme 63, 64 zurückzuführende Vergrößerung des Durchmessers eine Verminderung der Beanspruchungen und der Abnutzung; ohne daß deswegen das Gewicht und die Trägheit der Kupplungseinrichtung erhöht wird.The embodiment described above offers over the embodiment According to Fig. 2 the following advantages On the one hand, the space requirement in the transverse direction is reduced, and on the other hand, the height of the arms 63, 64 allows the stresses to be distributed on a larger contact area or on a larger number of balls etc. Like. Between the ring and the eccentric, which leads to a reduction in wear Consequence. Furthermore, the enlargement due to these arms 63, 64 allows the diameter a reduction in stresses and wear; without therefore, the weight and inertia of the coupling device are increased.

Die Kupplung der äußeren Kolben 53, 53' mit der Welle 54 wird mittels einer Vorrichtung ausgeführt, die der vorstehend für den inneren Kolben 52, 52' beschriebenen Kupplung ähnlich. ist. Zu diesem Zweck werden die beiden Kolben 53, 53' außerhalb des Zylinders 51, 51' durch zwei Längsschienen oder -stangen 70, 70' verbunden, an denen sie durch Endstücke 67, 67' befestigt sind. Jede dieser Verbindungsschienen 70, 7o' enthält in ihrer Mitte, wie schaubildlich auf Abb.5 dargestellt ist, einen Doppelrahmen, der von zwei Wangen 68, 68' gebildet wird, die mit länglichen, seitlichen Öffnungen 69, 69' zum Durchlaß der Welle 54 versehen sind. Das entsprechende, auf der Welle 54 sitzende und auf diese gegenläufig zum Exzenter 55. des inneren Kolbens aufgekeilte Exzenter 56 (vgl. Abb. 4) befindet sich im Innein dieses Doppelrahmens 68, 68' und trägt wie das Exzenter 55 zwei lose, konzentrische Ringe 71, 72, die fest mit zwei Armen 73 bz".-74 verbunden sind, die wie die Arme 63, 64 in sektorförmige Teile 75, 76 auslaufen, welche sich auf Teilen 77, 78 abstützen, die ihrerseits auf den gegenüberliegenden Seiten des Doppelrahmens 68, 68' befestigt sind und wie die entsprechenden Teile 6o, 6o' eine zylindrische Innenfläche aufweisen, in der die Arme 73, 74 zentriert sind. Natürlich kann jede der Verbindungsstangen 70, 70' im Rahmen der Erfindung aus einem oder mehreren Teilen hergestellt werden.The coupling of the outer pistons 53, 53 'to the shaft 54 is carried out by means of a device similar to the coupling described above for the inner piston 52, 52'. is. For this purpose, the two pistons 53, 53 'are connected outside of the cylinder 51, 51' by two longitudinal rails or rods 70, 70 'to which they are attached by end pieces 67, 67'. Each of these connecting rails 70, 70 'contains in its center, as is shown diagrammatically in FIG are provided. The corresponding eccentric 56 (see Fig. 4) seated on the shaft 54 and wedged onto it in the opposite direction to the eccentric 55 of the inner piston is located inside this double frame 68, 68 'and, like the eccentric 55, has two loose, concentric rings 71, 72, which are firmly connected to two arms 73 or ".- 74, which, like the arms 63, 64, terminate in sector-shaped parts 75, 76, which are supported on parts 77, 78, which in turn are on the opposite sides of the double frame 68, 68 'and, like the corresponding parts 6o, 6o', have a cylindrical inner surface in which the arms 73, 74 are centered .

Die Enden dieser Verbindungsschienen 70, 7o' enthalten einen rohrförmigen, mittleren Teil 79, 80 (vgl. Abb.5), der zur Zufuhr und zum Auslaß einer Kühlflüssigkeit für die Kolben 53, 53' mittels geeigneter nicht dargestellter Leitungen dient, die in den Verbindungsstücken 67, 67' ausgespart sind.The ends of these connecting rails 70, 7o 'contain a tubular, central part 79, 80 (see. Fig.5), which is used to supply and discharge a cooling liquid for the pistons 53, 53' by means of suitable lines, not shown, which are in the Connecting pieces 67, 67 'are recessed.

Natürlich kann die oben beschriebene Kupplungseinrichtung mit konzentrischen, losen Ringen auch auf Kurbelzapfen aufgesetzt werden, statt auf Exzentern angeordnet zu werden.Of course, the coupling device described above with concentric, loose rings can also be placed on crank pins instead of on eccentrics to become.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Two-stroke internal combustion engine with a middle, double-acting and two outer pistons, connected to one another and moving in the same direction within the cylinder, which they divide into two working chambers, the bottoms of which are each formed by a piston, the outer pistons being connected to the same by eccentrics crankshaft arranged transversely in the middle of the cylinder like the middle, double-acting piston, but coupled approximately in counter-rotation with this, characterized in that the eccentrics are each provided with two independent rings which are freely arranged on the eccentric and are each on support the opposite sides of a frame connected to the corresponding piston set. :

2. Internal combustion engine according to claim i, characterized in that the two rings are arranged next to one another on the eccentric are, and that the support surfaces of the corresponding frame have a stepped profile so that 1. ') each ring is in contact with only one side of the frame; stands.

3. Internal combustion engine according to claim i, characterized in that each eccentric (55, 56, 57; i is provided with two rings (6i, 62 or 71, 72-, which are placed in such a way. That they can rotate on each other, and which are firmly connected to two arms (63, 64 or 73, 74.) 'in the form of circular sectors, each of which is supported on one of the opposite sides of the corresponding connecting frame; Fig. -; and 41-a.

Internal combustion engine according to claims 1 and 3, characterized in that the ends (65, 66 or 75, 76; j of the arms (63, 64 or 73, 74 'have a circular profile in section through a radial plane, and that the sides (6o, 6o' or 77i ; 8i of the frame with which these arms are in contact have cylindrical support surfaces, the cross-section of which corresponds to that profile of the arms (63 , 6_j and 73, 74, respectively.

5. Internal combustion engine according to claim i, and: 1, characterized characterized in that the sectors (6s, 66i with one or more teeth (6 @ 5; 65 'or 66', 66 'i are provided, which are provided with the corresponding support surfaces (6o, 6o'in engagement and are preferably arranged laterally. -