DE938224C - Rotary piston machine, in particular rotary piston internal combustion engine - Google Patents

Rotary piston machine, in particular rotary piston internal combustion engine

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DE938224C
DE938224C DESCH11024A DESC011024A DE938224C DE 938224 C DE938224 C DE 938224C DE SCH11024 A DESCH11024 A DE SCH11024A DE SC011024 A DESC011024 A DE SC011024A DE 938224 C DE938224 C DE 938224C
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2730/00Internal-combustion engines with pistons rotating or oscillating with relation to the housing
    • F02B2730/01Internal-combustion engines with pistons rotating or oscillating with relation to the housing with one or more pistons in the form of a disk or rotor rotating with relation to the housing; with annular working chamber
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Description

Drehkolbenmaschine, insbesondere Drehkolben-Brennkraftmaschine Drehkolbenmaschinen mit ellipsenähnlichenDrehkolben sind bekannt, doch werden bei den bekannten Konstruktionen die Drehkolben von einem geschlossenen Gehäuse dicht umgeben, und es besteht zwischen den einzelnen Drehkolben selbst sowie auch zwischen den Drehkolben und dem umgebenden Gehäuse berührende Abdichtung, wodurch nicht nur Schwierigkeiten und hoher Verschleiß durch die hohe Reibungsgeschwindigkeit entstehen, sondern auch eine praktische Verwendung wegen thermischer Schwierigkeiten bisher nicht möglich wurde, weil eine einfache zuverlässige Kühlung der zu hohen Temperaturen gelangenden Drehkolben nicht möglich ist. Die bekannten Konstruktionen besitzen symmetrisch ausgebildete Drehkolben, die zu den beiden pro Umdrehung erfolgenden Verdrängungszeiten bzw. höchsten Verdichtungszeitpunkten, jeweils das gleiche Volumen verdrängen bzw. den gleichen Verdichtungsdruck erreichen, während erfindungsgemäß die Drehkolben symmetrisch als auch unsymmetrisch ausgebildet sein können oder Abflachungen und axiale Verdrehungen enthalten wie auch aus mehreren Teilen axial aufgereiht und v erdehbar sich ausbilden lassen, um wahlweise das Volumen vollständig zu verdrängen oder zugleich mittels derselben Drehkolben einen Verbrennungsraum mit richtunggebenden Angriffsflächen zur Erzeugung eines Drehmomentes bilden zu lassen. Die Abdichtung zwischen den Drehkolben gegeneinander sowie zwischen den Drehkolben und den Gehäusewänden kann durch eine Labyrinthabdichtung, wie solche Abdichtung bei. Drehkolbenmaschinen schon bekannt ist, erreicht werden. Die Steuerung der verschiedenen anwendbaren Arbeitsvorgänge läßt sich durch Kanäle und Öffnungen in den Drehkolben und Seitenwänden ohne jeglichen zusätzlichen Steuermechanismus erreichen.Rotary piston machine, in particular rotary piston internal combustion engine Rotary piston machine with ellipse-like rotary lobes are known, but in the known constructions the rotary piston is tightly surrounded by a closed housing, and there is between the individual rotary piston itself as well as between the rotary piston and the surrounding one Housing contact seal, which not only creates difficulties and high wear due to the high speed of friction, but also a practical use due to thermal difficulties so far has not been possible because a simple reliable cooling of the rotary lobes, which reach high temperatures, is not possible is. The known designs have symmetrically designed rotary pistons, the displacement times or the highest compression times occurring at the two per revolution, displace the same volume or achieve the same compression pressure, while, according to the invention, the rotary lobes are designed symmetrically as well as asymmetrically can be or contain flats and axial rotations as well as of several Parts lined up axially and expandable can be designed to optionally accommodate the volume to completely displace or at the same time a combustion chamber by means of the same rotary piston with directional contact surfaces to generate a torque to form permit. The seal between the rotary lobes against each other and between the Rotary lobes and the housing walls can be sealed by a labyrinth like such Sealing at. Rotary piston machines is already known to be achieved. The control of the various applicable work processes can be through channels and openings in the rotary lobes and side walls without any additional control mechanism reach.

Die Erfindung besteht nach Abb. I aus mehreren parallel gekuppelten Wellen gleicher Drehrichtung Al bis-A9, die je einten oder mehrere ellipsenähnlich geformte Drehkolben Bi bis B9 tragen. Beiderseits der Drehkolben liegen nach Abb. II die Wände C1 bis C2, worin die Wellen A1 bis A9 gelagert sind. Diese Wände sind nicht als geschlossenes Gehäuse zu betrachten, da diese in radialer Richtung die Drehkolben Bi bis B9 nicht dicht umschließen. Die jeweils zwischen vier Drehkolben entstehenden, sich durch die Drehung im Volumen. verändernden Räume D1 bis D4 werden seitlich durch die Gehäusewände abgeschlossen.. Die in Abb. I gezeigte Anordnung der Wellen mit Drehkolben und den dadurch entstehenden Verbrennungsräumen ist radial. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit einer axialen Anordnung mehrerer einzelner i)rehkolbengruppen oder bereits radial zusammengefaßter Drehkolbengruppen hintereinander: Die Drehkolben Bi bis B9 bilden während der gegenseitigen Abwälzung nach Abb. I vier Verbrennungsräume, die sich jeder in einer anderen Phase der Arbeitsweise befindet. Man könnte diese auch Arbeitstakte bezeichnen, wenn man dies ähnlich der .gebräuchlichen Kolbenmaschinen als Viertaktarbeitsweise demonstriert. Bei einer Umdrehung wird jeder dieser vier Räume D1 bis D4 zweimal verkleinert, d. h., es wird einmal verdichtet und einmal ausgestoßen, und zweimal vergrößert, d. h., es wird einmal angesaugt und einmal expandiert. Somit bewirken diese in Abb. I gezeigten neun Drehkolben bei einer Umdrehung vier Expansions- bzw: Krafttakte. Der Drehkolben Bi wird von einer Hohlwelle getragen, die über den im Drehkolben Bi vorgesehenen Kanal Ei in den Verbrennungsraum D1 mündet, der sich gerade erweitert und- somit durch die Hohlwelle Al Frischluft bei Einspritzverfahren oder Kraftstoff-Luft-Gemisch ansaugt. Es können auch mehrere oder alle Drehkolben zur Steuerung mit entsprechenden Kanälen versehen werden. Im Zentrum der Verbrennungsräume D1 bis D4 werden von den Gehäusewänden die Zündkerzen bzw. Einspritzdüsen EZ getragen. Die Drehkolben Bi bis B9 sind an den Enden, die niach -Abb. III jeweils zusammentreffen und gerade die Abgase ausgestoßen haben, um wieder neuen Raum bzw. Vakuum zu bilden und Frischgas anzusaugen, nahezu spitz ausgebildet, so daß alle verbrannten Gase vollständig ausgestoßen werden. Die verbrannten Gase werden durch die in den Drehkolben B2, B4, -B6, B8 vorgesehenen Kanäle F, die in Auslaßschlitze G in den Wänden C münden und dann weiter zur Abgasleitung zusammengefaßt werden, ausgestoßen. Durch unsymmetrische Abflachung der Kolben lassen sich die verbrannten Gase auch direkt, ohne besondere Kanäle und Schlitze zu passieren, nach außen leiten, wodurch auch thermischen Schwierigkeiten vorgebeugt ist. Während der Drehkolben Bi von den durchströmenden Frischluftmengen bzw. Brennstoff-Luft-Gemisch gekühlt wird, werden die Drehkolben B2 bis B9 von außen durch ein Gebläse mit Kühlluft bestrichen. Diese eingeblasene Kühlluft wird zusammen mit den austretenden verbrannten Gasen in einer radial um die Drehkolben liegenden, weit bemessenen Leitung oder einem Gehäuse aufgenommen und dann durch die nachdruckende Kühlluft parallel oder zusammen mit der Abgasleitung abgeführt. Während des Abwälzweges der Drehkolben untereinander treffen sich je Umdrehung zweimal vier Kolbenenden im Zentrum der Verbrennungsräume, und zwar so; daß sich die nahezu spitz ausgebildeten Enden zwischen Ausstoß- und Ansaugtakt, ohne einen Raum zu belassen, treffen bzw. dicht aneinander vorbeigehen und dann wiederum zwischen Verdichtungs- und Expansionstakt; jedoch mit dem Unterschied, daß diese Kolbenenden so- ausgebildet sind, - daß ein entsprechender Raum zur Aufnahme der Verbrennungsgase bleibt. Nach Abb. IV können die Drehkolben in ihrer ellipsenähnlichen Form mit einem Teil der Kolbenbreite so weit eine Verdrehung in axialer Richtung oder Knickung aufweisen, daß sich für den höchsten Verdichtungsmoment bzw. Verbrennungsmoment bereits wieder richtunggebende Angriffsflächen bilden, indem die kleineren voreilenden Teile der Drehkolbenbreite den sogenannten Verbrennungspunkt bereits passiert haben, während die zurückbleibenden größeren Teile der Kolbenbreite mit ihrer größeren Verdrängung den Verbrennungspunkt und zugleich höchsten Verdichtungsgrad erreicht haben. Zu. diesem Zeitpunkt erfolgt die Verbrennung; so daß der Verbrennungsdruck bereits auf einen Teil der Drehkolben mit günstigen richtunggebenden Angriffsflächen ein Drehmoment mittels des größtmöglichen Hebelarms bewirken kann. Bei Nutzung dieses Vorteils werden die Drehkolben an ihren die- Verdichtung und Kraftabgabe bewirkenden Enden so ausgebildet, daß nicht nur ein Teil in seiner ellipsenähnlichen Form axial verdreht ist bzw. voreilt, sondern auch innerhalb der die Kolbenenden bildenden Kanten verschiedene Breite und damit keine winklige Gerade mehr zur Drehkolbenseite bildet, um ausreichende Strömungsräume zwischen dem voreilenden kleinen Teil und dem später verdichtenden größeren Kolbenteil zu erhalten. Die Form der Drehkolben kann zu .diesem Zwecke auch so ausgebildet sein, daß diese Kolbenenden am äußeren Radius axial eine spinal-, wellen- oder stufenförmige Ausbildung zeigen.The invention consists of several parallel coupled according to Fig. I Shafts with the same direction of rotation Al to-A9, each one or more elliptical-like Carry shaped rotors Bi to B9. On both sides of the rotary lobes, as shown in Fig. II the walls C1 to C2, in which the shafts A1 to A9 are mounted. These walls are not to be regarded as a closed housing, since this in the radial direction the Do not enclose rotary lobes Bi to B9 tightly. Each between four rotary lobes arising from the rotation in volume. changing spaces D1 to D4 laterally closed by the housing walls. The arrangement shown in Fig. I of the shafts with rotary pistons and the resulting combustion chambers is radial. However, there is also the possibility of an axial arrangement of several individual ones i) Rotary piston groups or already radially combined rotary piston groups one behind the other: Rotary pistons Bi to B9 form as they roll over one another as shown in Fig. I. four combustion chambers, each in a different phase of operation. These could also be called work cycles if they were similar to the usual ones Piston engines demonstrated as a four-stroke mode of operation. With one revolution each of these four spaces D1 to D4 is reduced twice, i.e. that is, it is compressed once and ejected once, and enlarged twice, d. i.e. it is sucked in once and expanded once. Thus, these nine rotary lobes shown in Fig four expansion or power cycles for one revolution. The rotary piston Bi is of a hollow shaft carried via the channel Ei provided in the rotary piston Bi in the combustion chamber D1 opens, which is just expanding and thus through the hollow shaft Al takes in fresh air during injection processes or a fuel-air mixture. It can also provide several or all rotary pistons for control with appropriate channels will. In the center of the combustion chambers D1 to D4 are the housing walls the spark plugs or injection nozzles EZ carried. Rotary pistons Bi to B9 are on the ends, which after fig. III meet each other and just emitted the exhaust gases have to create new space or vacuum again and suck in fresh gas, almost pointed so that all burnt gases are completely expelled. The burned gases are fed into the rotary pistons B2, B4, -B6, B8 Channels F, which open into outlet slots G in the walls C and then on to the exhaust pipe are summarized, expelled. Let through asymmetrical flattening of the piston the burned gases can also be transferred directly without having to pass through special channels and slots, to the outside, which also prevents thermal difficulties. While the rotary piston Bi of the fresh air flowing through or the fuel-air mixture is cooled, the rotary lobes B2 to B9 from the outside by a fan with cooling air coated. This blown cooling air is burned together with the exiting air Gases in a radially dimensioned line around the rotary lobes or added to a housing and then parallel or by the reprinting cooling air discharged together with the exhaust pipe. During the rolling path of the rotary piston four piston ends meet twice per revolution in the center of the Combustion chambers, like this; that the almost pointed ends between The exhaust and intake strokes meet or close together without leaving a space pass and then again between compression and expansion stroke; However with the difference that these piston ends are designed - that a corresponding one There is still space to take in the combustion gases. According to Fig. IV, the rotary lobes in their ellipse-like shape with part of the piston width so far a twist have in the axial direction or buckling that is for the highest compression torque or combustion torque already form direction-giving attack surfaces again by the smaller leading parts of the rotary lobe width the so-called combustion point have already passed while the remaining larger parts of the piston width with their greater displacement the combustion point and at the same time the highest degree of compression achieved. To. at this point the incineration takes place; so that the combustion pressure already on some of the rotary lobes with favorable directional attack surfaces can cause a torque by means of the largest possible lever arm. When using this The rotary pistons are advantageous at their compression and power output Ends formed so that not only a part is axially in its ellipse-like shape is twisted or leads, but also within the piston ends forming Edges of different widths and thus no more angled straight line to the rotary lobe side forms to create sufficient flow spaces between the leading small part and the larger piston part that compresses later. The shape of the rotary piston can also be designed for this purpose so that these piston ends at the outer Radius axially show a spinal, wavy or step-shaped formation.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: z. Drehkolbenmaschine, insbesondere Drehkolben-Brennkraftmaschine, mit parallel gekuppelten Wellen gleicher Drehrichtung, auf denen sich ellipsenähnlich geformte Drehkolben gegenseitig so abwälzen und jeweils von vier Drehkolben ein Arbeits- oder Verbrennungsraum gebildet wird, daß dessen Volumen bei einer Umdrehung viermal verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß fünf weitere Wellen mit Drehkolben so angeordnet sind, daß vier jeweils von vier Kolben gebildete Arbeits- oder Verbrennungsräume entstehen, wobei durch den im Zentrum der vier Arbeits- oder Verbrennungsräume liegenden Drehkolben ununterbrochen das Brennstoff-Luft-Gemisch oder die Frischluft zugeführt wird (Abb. I). PATENT CLAIMS: e.g. Rotary piston machine, in particular rotary piston internal combustion engine, with parallel coupled shafts in the same direction of rotation, on which elliptically shaped rotary pistons roll against each other and a working or combustion chamber is formed by four rotary pistons so that its volume is changed four times during one revolution, characterized in that five further shafts with rotary pistons are arranged in such a way that four working or combustion chambers are created, each formed by four pistons, whereby the fuel-air mixture or fresh air is continuously supplied through the rotary piston located in the center of the four working or combustion chambers (Fig. I). 2. Drehkolbenmaschine nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeits- und Verbrennungsräume allein durch die Abwälzung der Drehkolben gebildet werden und sogenannte Gehäuseteile nur in Form beiderseitig parallel zu den Drehkolben abdichtender Wände erforderlich sind (Abb. II) und die radial nach außen frei drehenden Kolben durch Bespülung mit Kühlluft gekühlt werden. 2. Rotary piston machine according to claim r, characterized in that the working and combustion chambers are formed solely by the rolling of the rotary lobes are and so-called housing parts only in the form of both sides parallel to the rotary lobes sealing walls are required (Fig. II) and freely rotating radially outwards Flask can be cooled by purging with cooling air. 3. Drehkolbenmaschine nach Anspruch r und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ellipsenähnlichen Drehkolben in ihrer Form so unsymmetrisch ausgebildet und in axialer Richtung so ungleiche oder gleichmäßige Verdrehungen oder Knickungen oder Abflachungen aufweisen, daß die bei einer Umdrehung zweimal entstehenden Räume einmal ganz verschwinden und einmal einen von den vier Drehkolben umgebenen, veränderlichen Raum belassen, der zugleich so gerichtete Angriffsflächen der Drehkolben ergibt, daß ein Drehmoment entsteht (Abb.III und IV). 3. Rotary piston machine according to claim r and 2, characterized in that the ellipse-like rotary pistons in their shape so asymmetrically formed and so unequal or uniform in the axial direction Have twists or kinks or flats that the one rotation The spaces created twice disappear once completely and once one of the four The variable space surrounding the rotary piston is left, the attack surfaces directed at the same time the rotary piston results in a torque (Fig.III and IV). 4. Drehkolbenmaschine nach Anspruch i, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung der Drehkolben gegeneinander und zu den Gehäusewänden eine Labyrinthabdichtung mit Zahnrippen verwendet wird. Angezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 657 191; deutsche Patentschrift Nr. 568 q.64.4. Rotary piston machine according to claims 1, 2 and 3, characterized in that for sealing the rotary lobes A labyrinth seal with toothed ribs is used against each other and to the housing walls will. References: French Patent No. 657 191; German Patent No. 568 q.64.
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