DE910003C

DE910003C - Rotary cam internal combustion engine

Info

Publication number: DE910003C
Application number: DEB15316A
Authority: DE
Inventors: Michael Bretzel
Original assignee: MICHAEL BRETZEL
Current assignee: MICHAEL BRETZEL
Priority date: 1951-06-08
Filing date: 1951-06-08
Publication date: 1954-04-26

Description

Drehnocken-Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht seich auf Kraftmaschinen, bei denen die Expanstionsenergie von gezündeten explosiblen Gasen ohne Zwischenschaltung eines hin und her gehenden Kolbens direkt auf eine mit der Drehachse fest verbundene Welle mittels eines relativ zu dieser Welle feststehenden Nockens wirkt.Rotary cam internal combustion engine The invention relates to engines, where the expansion energy of ignited explosive gases without interposition of a reciprocating piston directly on a firmly connected to the axis of rotation Shaft acts by means of a cam which is fixed relative to this shaft.

Bei diesen Kraf tmasch einen sind für die Zündung ausgedieihnte Zündräume tder verschiedensten Form vorgesehen. Die großflächigen Wandungen dieser Zündräume verursachen einen erheblichen Wärmeverlust. Dieser sollte gerade bei den Zündräumen mit ihrem besonders hohen Temperaturgefällenach außen hin vermieden wenden, weil der Wärmeverlust mit der Größe des Temperaturgefälles bei gleichbleibendem Zeiten steigt. Gemäß der Erfin idiwng wind nun der Wärmeverlust dadurch vermindert, daß der Zündraum die Form einer Halbkugel oder wenigstens annähernd einer Halbkugel hat. Dadürch wird diie-Oberfläche des Zündraurnes im Verhältnis zu seinem Volumen besonders klein. Der Wärmeverlust, der bekanntlich proportional der Oberfläche isst, wind' deshalb durch -die erfindungsgemäße Gestaltung des Zündtraumes auf ein Minimum herabgedrückt und der Nutzeffekt der Maschine entsprechend gesteigert.These power machines have detached ignition chambers for ignition The most varied of forms are provided. The large walls of these ignition chambers cause significant heat loss. This should be the case with the ignition chambers with its particularly high temperature gradient towards the outside, because the heat loss with the size of the temperature gradient with constant times increases. According to the invention, the heat loss is now reduced by the fact that the ignition chamber has the shape of a hemisphere or at least approximately a hemisphere Has. This makes the surface of the ignition space in relation to its volume especially small. The heat loss, which is known to eat proportionally to the surface, wind 'therefore by -the inventive design of the ignition space to a minimum pressed down and the efficiency of the machine increased accordingly.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, ohne daß idiie Erfindung jedoch auf diese Ausführungsform beschränkt sein soll.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, However, the invention is not intended to be restricted to this embodiment.

Feig. i zeigt einen Motor mit dem erfindungsgemäßen Zündraum im Schnitt durch eine die Achse und die Mittellinie eines Schiebers enthaltende Ebene; Fig. 2 und 3 zeigen je eine der beiden Trommeln des Motors im Schnitt senkrecht zur Zeichenebene und senkrecht zur Achse; Fig. 4 zeigt einen Schnitt senkrecht zur Zeichenebene von Fing. 2 und 3 in der Ebene A-ß. die den Fig. 2 und 3 gemeinsurn ist.Cowardly. i shows an engine with the ignition chamber according to the invention in section through one the axis and containing the center line of a slider Level; 2 and 3 each show one of the two drums of the motor in a vertical section to the plane of the drawing and perpendicular to the axis; Fig. 4 shows a section perpendicular to Drawing plane from fing. 2 and 3 in level A-ß. 2 and 3 in common is.

Mit der Hauptwelle i sind zwei trommelförmige Räder 2 und 3 verbunden, Bieren jedes in einem Gehäuse 4 und 5 läuft. Jedes der beiden Räder :2 und 3 ist mit einem Nocken: 6 bzw. 7 versehen, der etwa i 8o° de-s Radumfanges ein immt. Der genaue Graidumfang ;der Nocken richtet sich nach den besonderen Verhältnissen, z. B. ob Friih- oder Spätzündung erwünscht ist. Die Nocken 6 bzw. 7 reichen bis unmittelbar an die Innenwand der Gehäuse 4 bzw. 5 und schließen anderen Wand möglichst gasdicht ab.Two drum-shaped wheels 2 and 3 are connected to the main shaft i, Beer each in a housing 4 and 5 runs. Each of the two wheels: 2 and 3 is provided with a cam: 6 or 7, which immt about i 80 ° de-s wheel circumference. Of the exact range of graids; the cam depends on the special conditions, e.g. B. whether early or late ignition is desired. The cams 6 and 7 extend immediately to the inner wall of the housing 4 or 5 and close the other wall as gas-tight as possible away.

An dem Gehäuse 4 sind an zwei aneinander um 180° gegenüberliegenden Stellen Gasauslässe 8 und io, an dem Gehäuse 5 ebenfalls an zwei einander um 180, gegenüberliegenden Stellen Gaseinlässe 9 und i i angebracht, die gegenüber den Gasauslässen 8 und io in der Drehrichtung des Motors um einen gewissen Winkel versetzt sind.On the housing 4 there are two opposite one another by 180 ° Place gas outlets 8 and io, on the housing 5 also on two of each other by 180, opposite places gas inlets 9 and i i attached, the opposite of the gas outlets 8 and io are offset by a certain angle in the direction of rotation of the motor.

Im Innenraum dieses Winkels befinden sich in der Wand des Gehäuses d. gelagert zwei um iSo° gegeneinander versetzte radial verschiebbare Schieber 12 und 1d., in der Wand des Gehäuses 5 gelagert zwei um i So' gegeneinander versetzte ebensolche Schieber 13 und 15, die gegenüber den Schiebern 12 und 14 in der Drehrichtung des Motors um einen gewissen Winkel versetzt sind.In the interior of this angle are located in the wall of the housing d. mounted two radially displaceable slides 12 offset from one another by iSo ° and 1d., mounted in the wall of the housing 5, two offset from one another by i So ' the same slide 13 and 15, which are opposite to the slides 12 and 14 in the direction of rotation of the motor are offset by a certain angle.

In der Wand des Geh äuses.4 :befinden sich, ebenfalls um 180° gegeneinander versetzt, in der Drehrichtung des Motors unmittelbar hinter den Schiebern 12 und 14 je ein Zündraum 16 und 17 von halbkugeliger oder annähernd Form.In the wall of the housing. 4: are also at 180 ° to each other offset, in the direction of rotation of the motor immediately behind the slides 12 and 14 each an ignition chamber 16 and 17 of hemispherical or approximately shape.

Die Verhindungzwischen den beiden Gehäusen wird durch :die Überströmkanüle 18 und i9 hergestellt (Fig.4).The connection between the two housings is made by: the overflow cannula 18 and i9 (Fig. 4).

Die- an den Stirnseiten dar beiden Gehäuse: 4 und 5 befindEchen Gehäuseringe 20 und 21 sollen, gegen die Räder 2 und 3 niit ihren Nocken 6 und 7 gasdicht abschließen.The housing rings are located on the front sides of the two housings: 4 and 5 20 and 21 are supposed to seal against the wheels 2 and 3 with their cams 6 and 7 in a gas-tight manner.

,Der Motor arbeitet nun, wenn sich der Rotor dreht, in folgender Weise: Unmittelbar nach der in Fig. 3 gezeichneten Stellung kommt die Kammer 23 mit der An augöffnung i i in Berührung. Durch dass Weiterdrehen der Kammer 23, deren mit der Ansaugöffnu.ng verbundener rückwärtiger Teil durch den aus der Gehäusewand mittels Feiler-, hydrauli,scher oder pneumatischer Kraft herausgedrückten Schieber 15 nach rückwärts gasdicht abgeschlossen -wird, vergrößert sich der Ansaugraum, ib@iis der Rotor eine gegenüber der Fig. 3 um etwa i8o° versetzte Stellung erreicht hat. Dann tritt der Nocken 7 vor die Ansaugöffnung, die damit geschlossen wird., The motor now works as follows when the rotor is turning: Immediately after the position shown in Fig. 3, the chamber 23 comes with the At eye opening i i in contact. By continuing to rotate the chamber 23, whose with the rear part connected to the suction opening by means of the Feiler, hydraulic, shear or pneumatic force pushed out slide 15 after backwards is sealed gas-tight, the suction space increases, ib @ iis the The rotor has reached a position offset by approximately 180 ° with respect to FIG. 3. then occurs the cam 7 in front of the suction opening, which is thus closed.

Gleichzeitig oder unmittelbar danach tritt die Kammer 23 mit dem üterströmkamal i8 in Verbindung, und noch einen Augenblick später wird ihre in Drehrichtung befindliche Seite durch den ebenfalls unter Druck nach innen befindlichen Schieber 13 albgeschlossen. Dadurch wind das in ,der Kammer 23 befindliche -:Gas durch den @ überströmkanal 18 in die Zündkammer 16 gepreßt, wo es gezündet wird.At the same time or immediately thereafter, the chamber 23 enters with the üterströmkamal i8 in connection, and a moment later yours in the direction of rotation becomes Side closed by the slide 13, which is also under pressure inwards. As a result, the gas located in the chamber 23 winds through the overflow channel 18 pressed into the ignition chamber 16, where it is ignited.

In diesem Augenblick ist die Kammer 22 nochmals um etwa iSo° weitergedreht, so d@aß sie jetzt wieder idie in Fig. 3 gezeigte Stellung hat. Der Rotor der Fig. 2 hat dann ebenfalls die eingezeichnete Stellung, oder er ist schon ein wenig weitergedreht.At this moment the chamber 22 is rotated further by about iSo °, so that it now has the position shown in FIG. 3 again. The rotor of Fig. 2 then also has the position shown, or it has already turned a little further.

Die Kammer 22 kann in dieser Stellung gerade die Verbindung mit dem Zündraum 16 erhalten haben, indem nun d ie Zündung erfolgt. Im Augenblick der Zündung -wird der '#7erb.rennun:gsraum rückwärtig durch den ebenfalls nach dem Rotationsmittelpunkt hin unter Druck stehenden Schieber 12 begrenzt. Der Druck der entzündeten Verbrennungsgase überträgt sich auf den Nocken 6, der dadurch der Welle, i ein Drehmoment erteilt, wodurch der Nocken 6 mit der Kammer 22 sich weiterdreht, bis er etwa eine gegenüber der Fig. 2 um i8o° weitergedrehte Stellung hat.The chamber 22 can in this position just the connection with the Have received ignition chamber 16 by now starting the ignition. At the moment of ignition -will the '# 7erb.rennun: gsraum backwards through the likewise after the center of rotation limited to the pressurized slide 12. The pressure of the ignited combustion gases is transmitted to the cam 6, which thereby gives the shaft i a torque, whereby the cam 6 continues to rotate with the chamber 22 until it is about one opposite 2 has a further rotated position by 180 °.

Dann kommt die Kammer 22 in Berührung mit dem Auspuff io, und @durch Idas Weiterdrehen der Kammer 22 werden sämtliche verbrannten Gase ins Freie befördert.Then the chamber 22 comes into contact with the exhaust io, and @ through As the chamber 22 continues to rotate, all of the burnt gases are conveyed into the open.

Da diie .beiden Nocken 6 und 7 fest auf der gleichen Welle sitzen, dient idie an Odem Nocken 6 gewonnene Bewegungsenergie gleichzeitig zur Bewegung des Nockens 7.Since the two cams 6 and 7 are firmly seated on the same shaft, The kinetic energy gained at Odem cam 6 is used simultaneously for movement of the cam 7.

In Bern skizzierten. Beispiiel ist die- beschriebene Anordnung zweimal auf einem Vollkreis vorhanden, so diaß sich der geschilderte Vorgang nach jeder Drehung von i8o° wiederholt. Man kann :die Anordnung, auch so treffen, daß der Vorgang nur einmal auf einem Vollkrens stattfindet oder auch sich drei- oder mehrmals auf (dem Vollkreis sich wiederholt.Sketched in Bern. For example, the arrangement described is twice present on a full circle, the process described follows each other Rotation of 180 ° repeated. One can: make the arrangement, also in such a way that the process takes place only once on a full crown or occurs three or more times (the full circle repeats itself.

Durch entsprechende Vergrößerung des Nockenwinkels, z. B. auf d iie in Fig. 3 gestrichelt gezeichnete Größe, kann eine vollständige Spülung des Verbrennungsraumes erreicht werden. d. h. es wird dann so lange Frischgas nachgeschoben, bis aus den Verbrennungsräumen 16 bzw. 17 alle Abgase verdrängt sind. Dann erst beginnt die Verdichtung.By increasing the cam angle accordingly, e.g. B. on the in Fig. 3 shown in dashed lines, a complete flushing of the combustion chamber can can be achieved. d. H. fresh gas is then pushed in until the Combustion chambers 16 and 17, all exhaust gases are displaced. Only then does it begin Compression.

Durch die Öffnungen 9 bzw. io kann man entwe&er ein Gas-Luft-Gemisch ansaugen oder auch nur Luft, wonach dann- Brennstoff in die Zündräume eingespritzt wird.A gas-air mixture can either be through the openings 9 or io suck in or just air, after which fuel is injected into the ignition chambers will.

Da der Verdichtungsrau .m vom Expansionsraum vollständig getrennt isst, kann. man den Wirkungsgrad des Motors dadurch verbessern., daß man den Übergang der Wärme vom Verbrennungsraum auf den Verdichtungsraum möglichst verhiindert. So kann man z. B. diie Zwischenwand 24 etwa mit einer wärmeisolierenden Zwischenschicht -ausbil,dien, um einen Füllungsverlust durch die Erwärmung des Ansaugraumes zu vermeiden.Since the compression room .m is completely separated from the expansion room eats, can. the efficiency of the engine can be improved by making the transition the heat from the combustion chamber to the compression chamber is prevented as much as possible. So you can z. B. diie partition wall 24, for example, with a heat-insulating intermediate layer -ausbil, serve to avoid a loss of filling due to the heating of the suction chamber.

Die Zündräume 16 bz-%v. 17 vereinigen infolge ,ih rer hasbkugel@igen Form das größte Volumen mit der kleinsten Oberfläche. Dadurch werden. die Energieverluste durch Wärmeableitung möglichst gering. Die Schieber 12, 13, 14 und 15 kann man, wie bereits erwähnt, durch Feder-, hydraulische oder pneumatische Kraft nach innen drücken. Um die Reibung zu verhindern, kann man die Schieber auch auf Rollenlager laufen lassen. Man kann den Schiebern im Gehäuse ,auch eine Führung geben, durch dlie sie insbesondere an den Stellen, wo sie von den Nocken 6 .und 7 entgegen dem auf diesen lastenden Druck angehoben werden, von der Reihung an den Nocken entlastet werden.The ignition chambers 16 or% v. 17 unite as a result, their hasbkugel @ igen Form the largest volume with the smallest surface area. This will be. the energy losses as low as possible due to heat dissipation. The sliders 12, 13, 14 and 15 can be, as already mentioned, by spring, hydraulic or pneumatic force push inwards. The slide can also be opened to prevent friction Let the roller bearing run. You can use the slide in the housing, also a guide give, through dlie them in particular at the points where they from the cams 6 .and 7 are raised against the pressure on them, from the sequence to the Cams are relieved.

Auch kann man den Schiebern an Stelle einer radialen Führung, wie sie in den Abbildungen gezeigt ist, eine schräge Führung geben, insbesondere eine solche, die an der Stelle, wo der Schieber entgegen seiner Belastung gedrückt wird, auf der drückenden Fläche dien Nocken senkrecht steht. Dadurch wird die seitliche Reibungskomponente der Schieber auf ein Mindestmaß herabgesetzt.You can also use the slide in place of a radial guide, such as it is shown in the figures, give an inclined guide, especially one those that at the point where the slide is pressed against its load, The cam is vertical on the pressing surface. This will make the lateral Friction component of the slide reduced to a minimum.

Die erfindungsgemäße Maschine hat konstruktiv und in ihrer Wirkung besondere Vorteile, weil sie einen vom Expansionsraum thermisch trennbaren Verdichtungsraum und eine sehr günstige Form des Zündraumes aufweist.The machine according to the invention has a constructive and functional effect special advantages because they have a compression chamber that can be thermally separated from the expansion chamber and has a very favorable shape of the ignition chamber.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Rotary cam Brenu power machine with two rotating cams rotating in different housings connected by overflow ducts on the same shaft, with the rotation of which between their outer surface, the inner wall of the housing and the vanes which are mounted in the housing and are pressurized towards the inside, the compression, combustion and Ignition chambers are located, characterized in that the ignition chambers are let into the (inner partial wall of the housing with an essentially half-ball bearing or approximately hemispherical shape.

2. Rotary cam internal combustion engine according to claim i, characterized in that the Open and close the overflow channels (18 or 19) through the surface of the Cam (6 or 7) is controlled.

3. Rotary cam internal combustion engine according to claim i or 2, characterized by such an increase in the cam angle of the compressor side, that the suction opening (9) simultaneously with the overflow channel (19) or the suction opening (i i) is covered at the same time with the overflow channel (18).

4. Drone cam internal combustion, asch, ine according to claim 1, 2 or 3, characterized in that on the compression chamber in the direction of rotation shortly after one another fin the housing wall of the overflow channel, the slide and the Suction opening.

5. Rotary cam internal combustion engine according to one of the preceding Claims, characterized in that Öaß on the expansion space in the direction of rotation in quick succession the exhaust opening, the slide valve and the overflow duct with the ignition chamber are located.

6. rotary cam internal combustion engine according to any one of the preceding claims, characterized characterized da.ß the Überström'kanal on the plane of rotation perpendicular or approximately stands vertically.

7. Rotary cam internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that dla, ß the Überst.römkanäle (18, 19) serve as a compression or combustion chamber. B. rotary cam internal combustion engine according to any one of the preceding claims to claim 7, characterized in that the movement of the slide is perpendicular to the direction that the cam receives against animal pressure exerted by the slide. 9. Rotary cam internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that, ß the housing of the expansion and combustion chambers are thermally isolated from one another. Cited publications: Deutsche Patentsch, ri.ften No. 118 487, 493 735, 726 275; French patent specification No. 827 129.