EP0394763A1 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
EP0394763A1
EP0394763A1 EP90106987A EP90106987A EP0394763A1 EP 0394763 A1 EP0394763 A1 EP 0394763A1 EP 90106987 A EP90106987 A EP 90106987A EP 90106987 A EP90106987 A EP 90106987A EP 0394763 A1 EP0394763 A1 EP 0394763A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
disc
housing
engine according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP90106987A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Josef Pirc
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0394763A1 publication Critical patent/EP0394763A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B13/00—Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion
    • F01B13/04—Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion with more than one cylinder
    • F01B13/045—Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion with more than one cylinder with cylinder axes arranged substantially tangentially to a circle centred on main shaft axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B57/00—Internal-combustion aspects of rotary engines in which the combusted gases displace one or more reciprocating pistons
    • F02B57/08—Engines with star-shaped cylinder arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B2075/1804—Number of cylinders
    • F02B2075/1832—Number of cylinders eight

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • the internal combustion engine is a heat engine with combustion of periodically supplied fuel-air mixture.
  • reciprocating engines in which the gas forces are transmitted to and fro by a connecting rod on the crankshaft
  • rotary engines in which the piston z. B. has a triangular cross section with convex side surfaces. This moves in an oval housing, which creates periodically larger and smaller working spaces.
  • internal combustion engines are also known which represent a mixed form of the two engines mentioned above.
  • a rotary engine is known from DE-OS 26 48 395, from which the invention is based.
  • the known rotary piston engine consists of a housing and a rotary piston rotating therein, the rotary piston containing four radial bores in which sliding pistons are arranged.
  • sliding pistons are eccentrically controlled by means of piston pins in ball bearings through oval sliding grooves in the housing shells, so that a four-step operation takes place with one revolution of the piston.
  • Each sliding piston begins with a revolution through an intake duct in the fuel-air mixture housing of the rotary piston.
  • the fuel-air mixture is compressed in the next quarter of the housing, from the carburetor to top dead center or to the spark plug. After the following operation, the burned fuel mixture is ejected.
  • the central longitudinal axes of the cylinder bores run so that they intersect in the center of the disc.
  • the invention is therefore based on an internal combustion engine of the latter type, the task of increasing the efficiency of the engine with a comparable simple structure.
  • a circular disk In a housing made of cast metal or ceramic, possibly also plastic, there is a circular disk encircling the housing on a shaft so that it cannot rotate.
  • the circular disk In the circular disk z. B. eight milled and surface-coated holes are provided.
  • the central longitudinal axes of the bores do not run towards the center of the circular disk, but are offset by an angle against the radius of the disk, e.g. B. 45 degrees.
  • the sliding pistons carry out their lifting movements in these bores. If the injected mixture is compressed in the cylinder space, z. B. by self-ignition, the explosion of the fuel-air mixture, whereby the piston is driven down in the bore.
  • the impulse of the down moving piston is transmitted to the shaft via the disc, the force exerted by the piston generating torque via a lever arm on the shaft.
  • the lever arm is the vertical distance between the elongated central longitudinal axis of the bore and the center of rotation. The forces from the piston stroke are thus used to the maximum, since they do not act against the axis.
  • the torques caused by the pistons increase the efficiency of the machine.
  • the engine can start rotating independently even at low starting speeds, which are brought about by a conventional starter.
  • the fuel-air mixture is injected through a feed line running tangentially in the housing periphery.
  • the piston which is moved inside the bore as a result of the elliptical guidance, sucks in the mixture.
  • the piston reaches its bottom dead center and then moves in the opposite direction, compressing the fuel-air mixture until the mixture is ignited at about top dead center. This can be done using a spark plug, but in the present case auto-ignition is provided.
  • the piston Due to the explosion of the mixture, the piston is driven into the interior of the bore, which leads to the above Torque leads.
  • the piston After reaching bottom dead center, the piston is returned to the top dead center position by the elliptical guide, in which the bore opening passes an outlet opening for the burned gases.
  • One revolution of the disc in the housing thus causes a four-stroke cycle for each piston.
  • the short stroke of the pistons and the long rotation path of the disc in the housing result in increased economy since the fuel consumption is low. This results from the inclination of the pistons. Furthermore, it is possible that the combustion takes place only when power is required. No fuel is therefore supplied when the vehicle runs out. This is particularly advantageous in city traffic and contributes to environmental relief.
  • the motor can be installed and used universally and in any position. Oil consumption is also low since the oil is introduced into the engine block via an injection pump.
  • the guides are designed as rails arranged on the mutually facing inner surfaces of the housing, on which four sliding pistons are assigned to each other in pairs Roll rollers that are arranged on two axially rigidly connected to the sliding piston.
  • Two rollers each it can be rollers or ball bearings, enclose the guide rail and roll on the parallel rail surfaces. This allows the pistons to move smoothly, precisely and without twists in the bores, since the pairs of rollers cause the pistons to move exactly in the bores.
  • the risk of the roller run being obstructed by contamination is largely excluded.
  • a wiper ring is provided on it in a conventional manner.
  • centrifugal seals are provided according to claim 3 between two cylinder bores. As the disk rotates, it is pressed against the housing shell due to centrifugal force, which increases the sealing force as the speed increases.
  • pressure seals are provided according to claim 4 in annular grooves in the housing inner surfaces.
  • the housing is divided into two chambers by an intermediate wall.
  • the circumferential disc with the sliding pistons is located in one chamber.
  • a turbine wheel is rotatably arranged on the disc shaft.
  • the turbine chamber is connected to the discharge opening for the burned gases via a channel in the casing.
  • the combustion gases which are still hot due to the close proximity of the two chambers, can be used to drive the turbine wheel and thus additionally the shaft.
  • the turbine blades are sealed against the inner chamber walls by pressure seals.
  • the feature of claim 7 provides that a plurality of motor units are arranged next to one another on the shaft, which increases the power of the drive machine accordingly.
  • the central longitudinal axes of the cylinder bores of the motors arranged side by side are offset from one another. It is therefore possible that between the ignition times two successive cylinders of one unit the mixture can be ignited in a cylinder of an adjacent unit.
  • the motor is generally provided with the reference number (1). It consists of a housing (2), which is approximately cylindrical. In the present exemplary embodiment, the cylinder housing is divided into two chambers (4 and 5) by an intermediate wall (3).
  • a shaft (6) passes through the housing coaxially to the cylinder axis and is supported in the housing walls (10 and 11) and in the intermediate wall (3) by means of ball bearings (7, 8 and 9).
  • a circular disc (12) is arranged in the chamber (5) in a rotationally fixed manner on the shaft (6), in which eight cylinder bores (13) are provided in the present case.
  • the cylinder bores (13) are arranged so that their central longitudinal axes form an angle of 45 degrees with the radii of the disk (12).
  • sliding pistons (14) which have a piston rod (15) which is approximately trapezoidal in side view and rectangular in a view offset by 90 degrees.
  • piston rod (15) which is approximately trapezoidal in side view and rectangular in a view offset by 90 degrees.
  • two rigid axes (16 and 17) which are arranged parallel to one another and are offset with respect to one another with respect to the central longitudinal axis of the cylinder bore (13).
  • Rollers (18) are mounted on the stub axles of the axles (16 and 17).
  • the rollers (18) roll on guide rails (19) which extend laterally from the chamber walls (3 and 11) into the chamber (5). 1, the guide rails (19) are elliptical.
  • the elliptical guides (19) lie in cylindrical recesses (20) in the side surfaces of the disc (12).
  • centrifugal seals (21) are provided on the circumference of the disc (12) between two cylinder bores (13).
  • Pressure seals (22) laterally seal the disc against the chamber walls (3 and 11).
  • the pressure seals (22) are located in annular grooves in these chamber walls.
  • An inlet opening (24) into which the fuel-air mixture is injected is located laterally in the cylinder jacket of the housing (2) at the level of the aphelion (23) of the elliptical guide (19). From the opening (24) runs in the tangential direction (in Direction of rotation of the disc) a channel (25) through which the injected mixture reaches the cylinder chambers (13).
  • an outlet opening (26) for the burned exhaust gases is provided in the housing (2).
  • the burned gas is passed through the opening (26) into the chamber (4) via a channel (27). If the guide rollers of a piston are in the aphelium (23) of the guide (19), the top dead center of the piston (14) is reached, with the compressed exhaust gases via the channel (27) and the opening (26) into the chamber (4) be expelled.
  • the piston moves past the injection opening and the channel (25) and draws in the fuel-air mixture when it is immersed in the bore (13).
  • the fuel-air mixture is compressed in the cylinder chamber by the upward movement of the piston (14).
  • the blades (31) of the turbine wheel are sealed against the chamber walls (10 and 3) of the chamber (4) by means of pressure seals (32).
  • the burned gases pass through the opening (26) and a channel (not shown) while still sufficiently hot and under pressure into the space (33) above the blades (31) and thus drive the turbine wheel (30).
  • the burned exhaust gases are also used to increase the performance of the engine, since they additionally drive the shaft (6) via the turbine wheel (30).
  • the engine is started using a conventional starter, which is not shown in the drawing.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

In an internal combustion engine (1), comprising a housing (2) and a circular disc (12) rotating in this on a shaft (6), the disc having a number of cylindrical holes (13) provided in it for receiving in each case a sliding piston (14) which is carried by rollers (18) on approximately ellipse-shaped guides (19), it is proposed according to the invention that the centre longitudinal axes of the cylindrical holes should enclose an acute angle with the radius of the disc. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Der Verbrennungsmotor ist eine Wärmekraftmaschine mit Verbrennung von periodisch zugeführtem Kraftstoff-­Luftgemisch. Man unterscheidet zwischen Hubkolben­motoren, bei denen die Gaskräfte durch hin- und her­gehende Kolben über eine Pleulstange auf die Kurbel­welle übertragen werden, und sogenannte Kreiskolben­motoren, bei denen der Kolben z. B. einen dreieckigen Querschnitt mit konvexen Seitenflächen aufweist. Dieser bewegt sich in einem ovalen Gehäuse, wobei abgeschlos­sene periodisch größer und kleiner werdende Arbeits­räume entstehen. Es sind jedoch auch Verbrennungsmotoren bekannt, die eine Mischform der beiden o. g. Motoren darstellen. So ist aus der DE-OS 26 48 395 ein Kreis­kolbenmotor bekannt, von dem die Erfindung ausgeht. Der bekannte Kreiskolbenmotor besteht aus einem Gehäuse und einem sich darin drehenden Kreiskolben, wobei der Kreiskolben vier Radialbohrungen enthält, in denen Schiebekolben angeordnet sind. Diese Schiebe­kolben werden mittels Kolbenbolzen in Kugellagern durch ovale Gleitnuten in den Gehäuseschalen exzent­risch gesteuert, so daß ein viermaliger Arbeitsgang bei einer Umdrehung des Kolbens vor sich geht. Jeder Schiebekolben beginnt durch einen Ansaugkanal im Gehäuse Kraftstoff-Luftgemisch durch die Umdrehung des Kreiskolbens anzusaugen. Die Verdichtung des Kraftstoff-Luftgemisches erfolgt im nächten Viertel des Gehäuses und zwar vom Vergaser bis zum oberen Totpunkt bzw. zur Zündkerze. Nach dem folgenden Arbeitsgang erfolgt der Ausstoß des verbrannten Kraftstoffgemisches. Bei diesem bekannten Motor ver­laufen die Mittellängsachsen der Zylinderbohrungen so, daß sie sich im Zentrum der Scheibe schneiden. Dadurch, daß sich die Kolben nach dem Zündvorgang auf das Zentrum des Motors zubewegen, die Welle durch die Kolben daher nur ein sehr geringes Drehmoment erfährt, ist der Wirkungsgrad einer derartigen Maschine nur gering. Ein weiterer Nachteil der vor­bekannten Bauart liegt darin, daß durch die radiale Anordnung der Zylinderbohrungen nur wenige Kolben in der Scheibe Platz haben. Auch hierdurch ist der Wirkungsgrad der vorbekannten Maschine begrenzt. Auch die Steuerung der Kolben mit Hilfe eines in einer Nut geführten Kugellagers ist nachteilhaft, da im Zusammenhang mit der radialen Anordnung Ver­kantungen des Kolbens in der Bohrung nicht auszu­schließen sind. Auf jeden Fall bedingt diese Bauweise eine höhere Reibung des Kolbens auf der Zylinderwand, wodurch die Anforderungen an die Schmierung und Kühlung erhöht sind. Darüberhinaus besteht die Gefahr, daß sich in der Nut Fremdkörper ansammeln, die ein ungehindertes Abrollen der Kugellager in der Nut erschweren oder gar verhindern.The internal combustion engine is a heat engine with combustion of periodically supplied fuel-air mixture. A distinction is made between reciprocating engines, in which the gas forces are transmitted to and fro by a connecting rod on the crankshaft, and so-called rotary engines, in which the piston z. B. has a triangular cross section with convex side surfaces. This moves in an oval housing, which creates periodically larger and smaller working spaces. However, internal combustion engines are also known which represent a mixed form of the two engines mentioned above. A rotary engine is known from DE-OS 26 48 395, from which the invention is based. The known rotary piston engine consists of a housing and a rotary piston rotating therein, the rotary piston containing four radial bores in which sliding pistons are arranged. These sliding pistons are eccentrically controlled by means of piston pins in ball bearings through oval sliding grooves in the housing shells, so that a four-step operation takes place with one revolution of the piston. Each sliding piston begins with a revolution through an intake duct in the fuel-air mixture housing of the rotary piston. The fuel-air mixture is compressed in the next quarter of the housing, from the carburetor to top dead center or to the spark plug. After the following operation, the burned fuel mixture is ejected. In this known engine, the central longitudinal axes of the cylinder bores run so that they intersect in the center of the disc. Due to the fact that the pistons move towards the center of the engine after the ignition process and the shaft therefore only experiences a very low torque through the pistons, the efficiency of such a machine is only low. Another disadvantage of the known design is that the radial arrangement of the cylinder bores means that only a few pistons have space in the disk. This also limits the efficiency of the previously known machine. The control of the pistons with the aid of a ball bearing guided in a groove is also disadvantageous, since tilting of the piston in the bore cannot be ruled out in connection with the radial arrangement. In any case, this design requires a higher friction of the piston on the cylinder wall, which increases the requirements for lubrication and cooling. In addition, there is a risk that foreign bodies will collect in the groove, which make it difficult or even impossible for the ball bearings to roll freely in the groove.

Der Erfindung liegt daher ausgehend von einem Ver­brennungsmotor der zuletzt genannten Art die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad des Motors bei vergleichbar einfachem Aufbau zu vergrößern.The invention is therefore based on an internal combustion engine of the latter type, the task of increasing the efficiency of the engine with a comparable simple structure.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit Hilfe des Merkmals des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The invention solves this problem with the aid of the feature of the characterizing part of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

In einem Gehäuse aus Metallguß oder Keramik, evtl. auch Kunststoff, befindet sich drehfest auf einer Welle eine im Gehäuse umlaufende Kreisscheibe. In der Kreisscheibe sind z. B. acht gefräßte und entsprechend oberflächenvergütete Bohrungen vorgesehen. Die Mittel­längsachsen der Bohrungen verlaufen nicht auf das Zentrum der Kreisscheibe zu, sondern sind um einen Winkel gegen den Radius der Scheibe versetzt, z. B. um 45 Grad. In diesen Bohrungen führen die Schiebe­kolben ihre Hubbewegungen aus. Ist das eingespritzte Gemisch im Zylinderraum verdichtet, erfolgt z. B. durch Selbstzündung die Explosion des Kraftstoff-Luft­gemisches, wodurch der Kolben in der Bohrung nach unten getrieben wird. Der Impuls des nach unten bewegten Kolbens überträgt sich über die Scheibe auf die Welle, wobei die vom Kolben ausgeübte Kraft über einen Hebelarm an der Welle ein Drehmoment erzeugt. Der Hebelarm ist hierbei der lotrechte Abstand der verlängerten Mittellängsachse der Bohrung zum Drehmittelpunkt. Somit werden die Kräfte aus dem Kolbenhub maximal genutzt, da sie nicht gegen die Achse wirken. Durch die von den Kolben bewirkten Drehmomente erhöht sich einerseits der Wirkungsgrad der Maschine. Zum anderen kann der Motor schon bei geringen Startgeschwindigkeiten, die durch einen konventionellen Anlasser bewirkt werden, seine eigen­ständige Drehbewegung aufnehmen.In a housing made of cast metal or ceramic, possibly also plastic, there is a circular disk encircling the housing on a shaft so that it cannot rotate. In the circular disk z. B. eight milled and surface-coated holes are provided. The central longitudinal axes of the bores do not run towards the center of the circular disk, but are offset by an angle against the radius of the disk, e.g. B. 45 degrees. The sliding pistons carry out their lifting movements in these bores. If the injected mixture is compressed in the cylinder space, z. B. by self-ignition, the explosion of the fuel-air mixture, whereby the piston is driven down in the bore. The impulse of the down moving piston is transmitted to the shaft via the disc, the force exerted by the piston generating torque via a lever arm on the shaft. The lever arm is the vertical distance between the elongated central longitudinal axis of the bore and the center of rotation. The forces from the piston stroke are thus used to the maximum, since they do not act against the axis. The torques caused by the pistons increase the efficiency of the machine. On the other hand, the engine can start rotating independently even at low starting speeds, which are brought about by a conventional starter.

Die Einspritzung des Kraftstoff-Luftgemisches erfolgt durch eine tangential in der Gehäuseperipherie verlaufende Zuführung. Der infolge der elliptischen Führung ins Innere der Bohrung bewegte Kolben saugt das Gemisch an. Im weiteren Verlauf der Drehung er­reicht der Kolben seinen unteren Totpunkt und bewegt sich dann in entgegengesetzter Richtung, wobei das Kraftstoff-Luftgemisch verdichtet wird, bis etwa im oberen Totpunkt die Zündung des Gemisches erfolgt. Das kann durch eine Zündkerze erfolgen, im vorliegenden Fall ist jedoch eine Selbstzündung vorgesehen. Durch die Explosion des Gemisches wird der Kolben ins Innere der Bohrung getrieben, was zu dem oben angesprochenen Drehmoment führt. Nach Erreichen des unteren Totpunktes wird der Kolben durch die elliptische Führung wieder in die obere Totpunktstellung zurückgeführt, in der die Bohrungsöffnung an einer Auslaßöffnung für die verbrannten Gase vorbeistreicht. Eine Umdrehung der Scheibe im Gehäuse bewirkt somit je Kolben einen Viertakt.The fuel-air mixture is injected through a feed line running tangentially in the housing periphery. The piston, which is moved inside the bore as a result of the elliptical guidance, sucks in the mixture. As the rotation continues, the piston reaches its bottom dead center and then moves in the opposite direction, compressing the fuel-air mixture until the mixture is ignited at about top dead center. This can be done using a spark plug, but in the present case auto-ignition is provided. Due to the explosion of the mixture, the piston is driven into the interior of the bore, which leads to the above Torque leads. After reaching bottom dead center, the piston is returned to the top dead center position by the elliptical guide, in which the bore opening passes an outlet opening for the burned gases. One revolution of the disc in the housing thus causes a four-stroke cycle for each piston.

Durch den geringen Hub der Kolben und dem langen Drehweg der Scheibe im Gehäuse ergibt sich eine erhöhte Wirtschaftlichkeit, da der Kraftstoffver­brauch gering ist. Dies resultiert aus der Schräg­stellung der Kolben. Darüberhinaus ist es möglich, daß die Verbrennung nur erfolgt, wenn Kraft benötigt wird. Beim Auslaufen des Fahrzeugs wird daher kein Kraftstoff zugeführt. Das ist insbesondere im Stadt­verkehr von Vorteil und trägt zur Umweltentlastung bei. Der Motor kann universell und in jeder beliebigen Lage eingebaut und eingesetzt werden. Auch der Ölver­brauch ist gering, da das Öl über eine Einspritzpumpe in den Motorblock eingeführt wird.The short stroke of the pistons and the long rotation path of the disc in the housing result in increased economy since the fuel consumption is low. This results from the inclination of the pistons. Furthermore, it is possible that the combustion takes place only when power is required. No fuel is therefore supplied when the vehicle runs out. This is particularly advantageous in city traffic and contributes to environmental relief. The motor can be installed and used universally and in any position. Oil consumption is also low since the oil is introduced into the engine block via an injection pump.

Zur Führung und somit Steuerung der Kolben schlägt der Anspruch 2 vor, daß die Führungen als auf den aufeinander zuweisenden Innenflächen des Gehäuses angeordnete Schienen ausgebildet sind, auf denen je Schiebekolben vier paarweise einander zugeordnete Rollen ablaufen, die auf zwei starr mit den Schiebe­kolben verbundenen Achsen angeordnet sind. Jeweils zwei Rollen, es können Walzen oder Kugellager sein, schließen die Führungsschiene ein und rollen auf den einander parallelen Schienenflächen ab. Somit können sich die Kolben in den Bohrungen ruhig, präzise und windungsfrei bewegen, da durch die Rollenpaare eine exakte lineare Bewegung der Kolben in den Boh­rungen erfolgt. Im Gegensatz zur Nutführung ist die Gefahr einer durch Verschmutzung hervorgerufenen Behinderung des Rollenablaufs weitgehend ausgeschlossen. Um den Kolben in der Bohrung abzudichten, ist auf demselben in konventioneller Weise ein Abstreifring vorgesehen.For guiding and thus controlling the pistons, claim 2 proposes that the guides are designed as rails arranged on the mutually facing inner surfaces of the housing, on which four sliding pistons are assigned to each other in pairs Roll rollers that are arranged on two axially rigidly connected to the sliding piston. Two rollers each, it can be rollers or ball bearings, enclose the guide rail and roll on the parallel rail surfaces. This allows the pistons to move smoothly, precisely and without twists in the bores, since the pairs of rollers cause the pistons to move exactly in the bores. In contrast to the groove guide, the risk of the roller run being obstructed by contamination is largely excluded. In order to seal the piston in the bore, a wiper ring is provided on it in a conventional manner.

Um die Schreibe in radialer Richtung gegen das Gehäuse abzudichten, sind gemäß Anspruch 3 zwischen jeweils zwei Zylinderbohrungen sogenannte Fliehdichtungen vorgesehen. Beim Umlauf der Scheibe werden diese infolge der Fliehkraft gegen den Gehäusemantel gedrückt, wodurch sich bei steigender Drehzahl auch die Dichtkraft ver­größert. Zur Abdichtung der Scheibe gegen die aufein­ander zuweisenden Innenflächen des Gehäuses sind gemäß Anspruch 4 in Ringnuten in den Gehäuseinnenflächen Druckdichtungen vorgesehen.In order to seal the disc in the radial direction against the housing, so-called centrifugal seals are provided according to claim 3 between two cylinder bores. As the disk rotates, it is pressed against the housing shell due to centrifugal force, which increases the sealing force as the speed increases. To seal the disc against the mutually facing inner surfaces of the housing, pressure seals are provided according to claim 4 in annular grooves in the housing inner surfaces.

Um den Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Motors weiter zu steigern, ist das Gehäuse durch eine Zwischenwand in zwei Kammern unterteilt. In der einen Kammer befindet sich die umlaufende Scheibe mit den Schiebekolben. In der benachbarten Kammer ist drehfest auf der Scheiben­welle ein Turbinenrad angeordnet. Über einen Kanal im Gehäusemantel ist die Turbinenkammer mit der Ausstoß­öffnung für die verbrannten Gase verbunden. Im Gegensatz zu konventionellen Turboladern, bei denen die ausge­stoßenen Verbrennungsgase verdichtet und aufgeheizt werden müssen, können die infolge der engen Nachbar­schaft der beiden Kammern noch heißen Verbrennungsgase dazu benutzt werden, das Turbinenrad und damit zusätz­lich die Welle anzutreiben.In order to further increase the efficiency of the motor according to the invention, the housing is divided into two chambers by an intermediate wall. The circumferential disc with the sliding pistons is located in one chamber. In the adjacent chamber, a turbine wheel is rotatably arranged on the disc shaft. The turbine chamber is connected to the discharge opening for the burned gases via a channel in the casing. In contrast to conventional turbochargers, in which the exhausted combustion gases have to be compressed and heated up, the combustion gases, which are still hot due to the close proximity of the two chambers, can be used to drive the turbine wheel and thus additionally the shaft.

Gemäß Anspruch 6 sind die Turbinenschaufeln gegen die Kammerinnenwände durch Druckdichtungen abgedichtet.According to claim 6, the turbine blades are sealed against the inner chamber walls by pressure seals.

Das Merkmal des Anspuchs 7 sieht vor, daß mehrere Motor­einheiten auf der Welle nebeneinander angeordnet sind, wodurch sich die Leistung der Antriebsmaschine ent­sprechend erhöht.The feature of claim 7 provides that a plurality of motor units are arranged next to one another on the shaft, which increases the power of the drive machine accordingly.

Dabei kann gemäß Anspruch 8 vorgesehen sein, daß die Mittellängsachsen der Zylinderbohrungen der nebenein­ander angeordneten Motoren gegeneinander versetzt sind. Somit ist es möglich, daß zwischen den Zündzeitpunkten zweier aufeinanderfolgender Zylinder der einen Einheit das Gemisch in einem Zylinder einer benachbarten Einheit gezündet werden kann.It can be provided according to claim 8 that the central longitudinal axes of the cylinder bores of the motors arranged side by side are offset from one another. It is therefore possible that between the ignition times two successive cylinders of one unit the mixture can be ignited in a cylinder of an adjacent unit.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichungen dargestellt und näher erläutert. Es zeigen

  • Fig. 1 Verbrennungsmaschine im Längsschnitt;
  • Fig. 2 Verbrennungsmaschine gemäß Fig. 1 im Quer­schnitt mit angeschlossenem Turbinenteil.
The invention is illustrated below with reference to drawings and explained in more detail. Show it
  • Fig. 1 internal combustion engine in longitudinal section;
  • Fig. 2 internal combustion engine according to FIG. 1 in cross section with connected turbine part.

In der Zeichnung ist der Motor allgemein mit dem Bezugs­zeichen (1) versehen. Er besteht aus einem Gehäuse (2), welches in etwa zylinderförmig aufgebaut ist. Im vor­liegenden Ausführungsbeispiel ist das Zylindergehäuse durch eine Zwischenwand (3) in zwei Kammern (4 und 5) unterteilt. Koaxial zur Zylinderachse wird das Gehäuse von einer Welle (6) durchsetzt, welche mittels Kugel­lagern (7, 8 und 9) in den Gehäusewänden (10 und 11) sowie in der Zwischenwand (3) gelagert ist. In der Kammer (5) ist drehfest auf der Welle (6) eine Kreis­scheibe (12) angeordnet, in welcher im vorliegenden Fall acht Zylinderbohrungen (13) vorgesehen sind. Die Zylinderbohrungen (13) sind dabei so angeordnet, daß ihre Mittellängsachsen mit den Radien der Scheibe (12) einen Winkel von 45 Grad bilden. In den Zylinder­ bohrungen (13) sind Schiebekolben (14) verschiebbar, die eine in Seitenansicht in etwa trapezförmige und in um 90 Grad versetzter Ansicht rechteckige Kolbenstange (15) aufweisen. In der Kolbenstange (15) sind zwei parallel zueinander angeordnete starre Achsen (16 und 17) vorgesehen, die bezüglich der Mittellängsachse der Zylinderbohrung (13) zueinander versetzt sind. Auf den Achsstummeln der Achsen (16 und 17) sind Rollen (18) gelagert. Die Rollen (18) rollen auf Führungsschienen (19) ab, die seitlich von den Kammer­wänden (3 und 11) in die Kammer (5) hineinreichen. Wie aus der Fig. 1 hervorgeht, sind die Führungsschienen (19) ellipsenförmig ausgestaltet. Die ellipsenförmigen Führungen (19) liegen dabei in zylinderförmigen Ausnehmungen (20) in den Seitenflächen der Scheibe (12). Um die Scheibe (12) gegen den Zylindermantel des Gehäuses (2) abzudichten, sind jeweils zwischen zwei Zylinderbohrungen (13) Fliehdichtungen (21) auf dem Umfang der Scheibe (12) vorgesehen. Druckdich­tungen (22) dichten die Scheibe seitlich gegen die Kammerwände (3 und 11) ab. Die Druckdichtungen (22) befinden sich in Ringnuten in diesen Kammerwänden. Seitlich im Zylindermantel des Gehäuses (2) befindet sich in Höhe des Aphels (23) der ellipsenförmigen Führung (19) eine Einlaßöffnung (24), in die das Kraftstoff-Luftgemisch eingespritzt wird. Von der Öffnung (24) verläuft in tangentialer Richtung (in Drehrichtung der Scheibe) ein Kanal (25), durch den das eingespritzte Gemisch in die Zylinderräume (13) gelangt. In Drehrichtung der Scheibe (12) vor der Einspritzöffnung (24) ist eine Auslaßöffnung (26) für die verbrannten Abgase im Gehäuse (2) vorgesehen. Aus den Zylinderräumen (13) wird über einen Kanal (27) das verbrannte Gas über die Öffnung (26) in die Kammer (4) geleitet. Befinden sich die Führungs­rollen eines Kolbens im Aphel (23) der Führung (19), ist der obere Totpunkt des Kolbens (14) erreicht, wobei die komprimierten Abgase über den Kanal (27) und die Öffnung (26) in die Kammer (4) ausgestoßen werden. Im weiteren Verlauf der Drehung bewegt sich der Kolben an der Einspritzöffnung und dem Kanal (25) vorbei und saugt das Kraftstoff-Luftgemisch beim Hineintauchen in die Bohrung (13) an. Bei der weiteren Drehung wird das Kraftstoff-Luftgemisch durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens (14) im Zylinderraum verdichtet. Erreicht der Kolben (14) nun das Perihel (28) der Führung (19), ist der obere Totpunkt des Kolbens (14) erreicht, wobei in der Stellung bei (29) die Zündung des Kraftstoff-­Luftgemisches erfolgt. Diese Zündung erfolgt entweder mit Hilfe einer nicht dargestellten Zündkerze. Es ist aber ebenso gut möglich, die Explosion des Kraft­stoff-Luftgemisches durch Selbstzündung zu erreichen. Hierdurch wird der Kolben in die Bohrung (13) hinein­ getrieben. Die Kraft des Kolbenhubes bewirkt über den Hebelarm (a) ein Drehmoment auf die Welle (6). Nach Erreichen des unteren Totpunktes verdichtet der Kolben (14) das verbrannte Kraftstoff-Luftgemisch und stößt es über die Auslaßöffnung (26) in die Kammer (4). In der Kammer (4) ist drehfest auf der Welle (6) ein Turbinenrad (30) angeordnet. Die Schaufeln (31) des Turbinenrades sind gegen die Kammerwände (10 und 3) der Kammer (4) mit Hilfe von Druckdichtungen (32) abgedichtet. Die verbrannten Gase gelangen über die Öffnung (26) und einen nicht dargestellten Kanal in noch ausreichend heißem Zustand und unter Druck in den Raum (33) oberhalb der Schaufeln (31) und treiben somit das Turbinenrad (30) an. Somit werden auch die verbrannten Abgase noch zur Leistungssteigerung des Motors genutzt, da sie über das Turbinenrad (30) die Welle (6) zu­sätzlich antreiben. Gestartet wird der Motor mit Hilfe eines konventionellen Anlassers, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist.In the drawing, the motor is generally provided with the reference number (1). It consists of a housing (2), which is approximately cylindrical. In the present exemplary embodiment, the cylinder housing is divided into two chambers (4 and 5) by an intermediate wall (3). A shaft (6) passes through the housing coaxially to the cylinder axis and is supported in the housing walls (10 and 11) and in the intermediate wall (3) by means of ball bearings (7, 8 and 9). A circular disc (12) is arranged in the chamber (5) in a rotationally fixed manner on the shaft (6), in which eight cylinder bores (13) are provided in the present case. The cylinder bores (13) are arranged so that their central longitudinal axes form an angle of 45 degrees with the radii of the disk (12). In the cylinder Bores (13) are sliding pistons (14) which have a piston rod (15) which is approximately trapezoidal in side view and rectangular in a view offset by 90 degrees. Provided in the piston rod (15) are two rigid axes (16 and 17) which are arranged parallel to one another and are offset with respect to one another with respect to the central longitudinal axis of the cylinder bore (13). Rollers (18) are mounted on the stub axles of the axles (16 and 17). The rollers (18) roll on guide rails (19) which extend laterally from the chamber walls (3 and 11) into the chamber (5). 1, the guide rails (19) are elliptical. The elliptical guides (19) lie in cylindrical recesses (20) in the side surfaces of the disc (12). In order to seal the disc (12) against the cylinder jacket of the housing (2), centrifugal seals (21) are provided on the circumference of the disc (12) between two cylinder bores (13). Pressure seals (22) laterally seal the disc against the chamber walls (3 and 11). The pressure seals (22) are located in annular grooves in these chamber walls. An inlet opening (24) into which the fuel-air mixture is injected is located laterally in the cylinder jacket of the housing (2) at the level of the aphelion (23) of the elliptical guide (19). From the opening (24) runs in the tangential direction (in Direction of rotation of the disc) a channel (25) through which the injected mixture reaches the cylinder chambers (13). In the direction of rotation of the disc (12) in front of the injection opening (24), an outlet opening (26) for the burned exhaust gases is provided in the housing (2). From the cylinder spaces (13), the burned gas is passed through the opening (26) into the chamber (4) via a channel (27). If the guide rollers of a piston are in the aphelium (23) of the guide (19), the top dead center of the piston (14) is reached, with the compressed exhaust gases via the channel (27) and the opening (26) into the chamber (4) be expelled. As the rotation continues, the piston moves past the injection opening and the channel (25) and draws in the fuel-air mixture when it is immersed in the bore (13). During further rotation, the fuel-air mixture is compressed in the cylinder chamber by the upward movement of the piston (14). If the piston (14) now reaches the perihelion (28) of the guide (19), the top dead center of the piston (14) is reached, the ignition of the fuel-air mixture taking place in the position at (29). This ignition takes place either with the help of a spark plug, not shown. However, it is equally possible to cause the fuel-air mixture to explode by self-ignition. This causes the piston to enter the bore (13) driven. The force of the piston stroke causes a torque on the shaft (6) via the lever arm (a). After reaching bottom dead center, the piston (14) compresses the combusted fuel-air mixture and pushes it into the chamber (4) via the outlet opening (26). A turbine wheel (30) is arranged on the shaft (6) in a rotationally fixed manner in the chamber (4). The blades (31) of the turbine wheel are sealed against the chamber walls (10 and 3) of the chamber (4) by means of pressure seals (32). The burned gases pass through the opening (26) and a channel (not shown) while still sufficiently hot and under pressure into the space (33) above the blades (31) and thus drive the turbine wheel (30). Thus, the burned exhaust gases are also used to increase the performance of the engine, since they additionally drive the shaft (6) via the turbine wheel (30). The engine is started using a conventional starter, which is not shown in the drawing.

Claims (8)

1. Verbrennungsmotor, bestehend aus einem Gehäuse und einer sich darin auf einer Welle drehen­den Kreisscheibe mit einer Anzahl von darin vorgesehenen Zylinderbohrungen zur Aufnahme je eines Schiebekolbens, der von Rollen auf in etwa ellipsenförmigen Führungen ge­führt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellängsachsen der Zylinderbohrungen (13) mit dem Radius der Scheibe einen spitzen Winkel einschließen.1. Internal combustion engine, consisting of a housing and a circular disc rotating therein on a shaft with a number of cylinder bores provided therein for receiving a sliding piston, which is guided by rollers on approximately elliptical guides, characterized in that the central longitudinal axes of the cylinder bores ( 13) form an acute angle with the radius of the disc. 2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (19) als auf den aufeinander zuweisenden Innenflächen der Gehäusewände (3, 11) angeordnete Schienen ausgebildet sind, auf denen je Schiebekolben (14) vier paarweise einander zugeordnete Rollen (18) ablaufen, die auf zwei starr mit dem Schiebekolben (14) verbundenen Achsen (16, 17) angeordnet sind.2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the guides (19) are designed as arranged on the mutually facing inner surfaces of the housing walls (3, 11) rails on which each sliding piston (14) run four pairs of rollers (18) assigned to each other , which are arranged on two rigidly connected to the sliding piston (14) axes (16, 17). 3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Umfang der Scheibe (12) zwischen je zwei Zylinder­bohrungen (13) Fliehdichtungen (21) vorge­sehen sind.3. Internal combustion engine according to claim 1 and 2, characterized in that centrifugal seals (21) are provided on the circumference of the disc (12) between two cylinder bores (13). 4. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Scheibe (12) und den Innenflächen der Gehäusewände (3 und 11) in Ringnuten in den Gehäuseinnenflächen Druckdichtungen (22) vorgesehen sind.4. Internal combustion engine according to claims 1 to 3, characterized in that between the disc (12) and the inner surfaces of the housing walls (3 and 11) in annular grooves in the housing inner surfaces pressure seals (22) are provided. 5. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (2) neben der Scheibe (12) durch eine Zwischenwand (3) von dieser getrennt eine Kammer (4) vorge­sehen ist, in der sich ein Turbinenrand (30) befindet, welches drehfest auf der Scheiben­welle (6) angeordnet ist, wobei die Scheiben­kammer (5) und die Kammer (4) durch einen Abgaskanal miteinander verbunden sind.5. Internal combustion engine according to claim 1 and one or more of claims 2 to 4, characterized in that a chamber (4) is provided in the housing (2) next to the disc (12) by an intermediate wall (3) separated from it, in which there is a turbine edge (30) which is arranged in a rotationally fixed manner on the disk shaft (6), the disk chamber (5) and the chamber (4) being connected to one another by an exhaust gas duct. 6. Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (31) des Turbinenrades (30) auf den Kammerinnenwänden (10, 3) mit Hilfe von Druckdichtungen (32) abgedichtet sind.6. Internal combustion engine according to claim 5, characterized in that the blades (31) of the turbine wheel (30) on the chamber inner walls (10, 3) are sealed with the aid of pressure seals (32). 7. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Tur­ binen-Motoreinheiten auf der Welle (6) neben­einander angeordnet sind.7. Internal combustion engine according to claims 1 to 6, characterized in that several doors Binen motor units are arranged side by side on the shaft (6). 8. Verbrennungsmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellängsachsen der Zylinderbohrungen (13) der nebeneinander angeordneten Turbinen-Motoreinheiten gegen­einander versetzt sind.8. Internal combustion engine according to claim 7, characterized in that the central longitudinal axes of the cylinder bores (13) of the turbine engine units arranged next to one another are offset from one another.
EP90106987A 1989-04-27 1990-04-11 Internal combustion engine Withdrawn EP0394763A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19893913862 DE3913862A1 (en) 1989-04-27 1989-04-27 COMBUSTION ENGINE
DE3913862 1989-04-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0394763A1 true EP0394763A1 (en) 1990-10-31

Family

ID=6379556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP90106987A Withdrawn EP0394763A1 (en) 1989-04-27 1990-04-11 Internal combustion engine

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0394763A1 (en)
DE (1) DE3913862A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000070214A3 (en) * 1999-05-19 2001-06-07 Premiere Energy Inc Piston driven rotary engine
US20130186084A1 (en) * 2012-01-24 2013-07-25 Robert J. Novak Internal Combustion Engine and Compressor or Pump With Rotor and Piston Construction, and Electrical Generator Pneumatically Driven by Same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10145478B4 (en) * 2001-09-14 2007-01-18 Erich Teufl Reciprocating engine with rotating cylinder

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE260633C (en) *
DE89640C (en) *
US877977A (en) * 1907-03-19 1908-02-04 Frank C Axtell Motor.
AT37247B (en) * 1906-07-14 1909-05-10 Alfred Buechi Power plant for gaseous, liquid or solid fuels.
US1911265A (en) * 1930-04-09 1933-05-30 Marlin S Crossley Rotary engine
DE2648395A1 (en) * 1976-10-26 1978-07-27 Gottfried Kaemmer Rotary radial piston engine - has pistons guided by fingers which slide in circumferential slot of central elliptical members

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE260633C (en) *
DE89640C (en) *
AT37247B (en) * 1906-07-14 1909-05-10 Alfred Buechi Power plant for gaseous, liquid or solid fuels.
US877977A (en) * 1907-03-19 1908-02-04 Frank C Axtell Motor.
US1911265A (en) * 1930-04-09 1933-05-30 Marlin S Crossley Rotary engine
DE2648395A1 (en) * 1976-10-26 1978-07-27 Gottfried Kaemmer Rotary radial piston engine - has pistons guided by fingers which slide in circumferential slot of central elliptical members

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000070214A3 (en) * 1999-05-19 2001-06-07 Premiere Energy Inc Piston driven rotary engine
US6526925B1 (en) 1999-05-19 2003-03-04 Willie A. Green, Jr. Piston driven rotary engine
US20130186084A1 (en) * 2012-01-24 2013-07-25 Robert J. Novak Internal Combustion Engine and Compressor or Pump With Rotor and Piston Construction, and Electrical Generator Pneumatically Driven by Same
US9010286B2 (en) * 2012-01-24 2015-04-21 Robert J. Novak Internal combustion engine and compressor or pump with rotor and piston construction, and electrical generator pneumatically driven by same

Also Published As

Publication number Publication date
DE3913862A1 (en) 1990-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69520956T2 (en) axial piston
EP2032801A1 (en) Rotary piston engine
DE68914852T2 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH TUBULAR ROTARY.
EP0011762B1 (en) Rotary piston engine
CH667132A5 (en) TURNING PISTON SINGLE-STOCK COMBUSTION ENGINE.
DE69409256T2 (en) ROTATING MACHINE
WO1995034750A1 (en) Internal-combustion engine, compressor or pump
EP0136565A2 (en) Unit comprising a piston engine and a drive
DE1451700A1 (en) Working method and device of a reciprocating piston internal combustion engine
EP0394763A1 (en) Internal combustion engine
DE3907307A1 (en) Rotary centrifugal-piston engine, particularly a combustion engine
DE3712992A1 (en) COMBUSTION ENGINE
DE3804411A1 (en) Centre axis rotary engine of the rotating piston type
DE3825372A1 (en) Rotary engine
EP0023529A2 (en) Rotary piston machine of the external axis type
EP0217813B1 (en) Rotary piston machine with periodically variable rotation speeds
EP0214255B1 (en) Internal combustion engine
DE19841026A1 (en) Device for influencing a process flow for media or substances
DE69309904T2 (en) ROTATING INTERNAL COMBUSTION ENGINE
EP0248350A1 (en) Rotary piston machine
DE102019112109B3 (en) Rotary piston engine
DE2652228A1 (en) Free floating piston IC engine - has spiral linkage between piston and cylinder to produce rotary output
DE4105960C2 (en) Radial piston engine
DE843769C (en) Rotary piston internal combustion engine with a spherical rotating drum
EP0556563A2 (en) Internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LI LU NL SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19910305

17Q First examination report despatched

Effective date: 19920520

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 19930611