WO2000060218A1 - Oscillating piston engine - Google Patents

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WO2000060218A1
WO2000060218A1 PCT/DE2000/000937 DE0000937W WO0060218A1 WO 2000060218 A1 WO2000060218 A1 WO 2000060218A1 DE 0000937 W DE0000937 W DE 0000937W WO 0060218 A1 WO0060218 A1 WO 0060218A1
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WO
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housing
control
combustion chamber
cylinder
inlet
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PCT/DE2000/000937
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German (de)
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Inventor
Franz Riedl
Original Assignee
Franz Riedl
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C9/00—Oscillating-piston machines or engines
    • F01C9/002—Oscillating-piston machines or engines the piston oscillating around a fixed 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
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four

Definitions

  • the invention relates to a swing piston internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Such a motor is known from FR 22 97 323 A1.
  • Several combustion chambers are compactly housed in one housing.
  • a crank mechanism converts the swinging movement of the swivel piston into a rotation.
  • the gas inlet and outlet are controlled by conventional valves.
  • a valve train of this type with valves moving up and down, has a speed limit because the valve movement is limited by the inertia.
  • the gas exchange control with conventional valves can also not be designed to be particularly compact.
  • DE-OS 20 19 769 has a more elegant control option. Inlet and outlet are operated by cylindrical roller slides moved by gear wheels. With this type of control, there is no inertia and speed limitation. However, two roller shutters are required for each combustion chamber.
  • the invention is based on the problem of creating an internal combustion engine of the generic type which has a gas exchange control without speed limitation due to inertia of the valves, which can be constructed compactly and manages with fewer components.
  • the invention provides a gas exchange control without oscillating masses, with two rotating rings on the motor housing regulating the inlet and outlet through overlapping openings. All combustion chambers can be controlled by only one inlet ring and one outlet ring. A rotating control ring is also suitable for higher speeds.
  • a control with disks on the cylinder bottoms enables the streamlined gas exchange control with the inlet on one side and the outlet on the other side of the cylinder.
  • a design of the control rings or control disks with a ring gear and the drive by means of a shaft provided with a drive gear can be constructed in a compact and low-wear manner.
  • a drive shaft can be easily passed through the gas collector housing.
  • crankshaft of the crank mechanism can be placed in the crankcase so that an extension of this shaft can take over the drive of the control rings or control disks.
  • a further advantageous embodiment of the invention is specified in claim 5.
  • the power output of the engine can be optimized by changing the intake timing depending on the load and speed. If you change the position, shape and size of the inlet openings on the engine casing in the axial direction and mount the inlet control ring rotating on it axially displaceably with a servomotor controlled by the engine electronics, this provides a simple possibility of adjusting the inlet control time.
  • the embodiment according to claim 6 ensures that the engine can permanently and quickly change its combustion chamber size and thus the power output during operation.
  • An example in the field of passenger cars illustrates this:
  • a car starting at low speed needs maximum torque, which is why the engine regulates to the maximum combustion chamber size.
  • a medium constant speed requires far less torque, which is why medium combustion chamber sizes are sufficient.
  • the maximum torque is reached.
  • the combination of speed bandwidth and combustion chamber variability results in another important advantage. Taking cars as an example, this means that the gearbox manages with a reduced number of gears, or can be omitted entirely.
  • the engine can change its combustion chamber volume in a wide range, so that it can regulate at idle to a minimum, only necessary to drive the auxiliary combustion chamber volume, but also allows large combustion chambers if required for torque, which is economically sensible.
  • Swinging pistons which can be pushed together in the axial direction, enable the construction of a combustion chamber variable combustion engine with only one movable cylinder base.
  • Claims 9, 10 and 11 show a possibility for sealing, lubricating and cooling the engine.
  • FIG. 1 to 11 An embodiment of the invention is shown in Figures 1 to 11.
  • the example refers to a 4-stroke petrol engine with a compression ratio of about 1:10, with four pivot pistons on one axle, with four partitions and an ignition sequence of the eight combustion chambers from 1-2-3-4-5-6-7- 8th.
  • the crank mechanism consists of two pendulum rods 12 standing radially to the axis, at the ends of which a connecting rod 13 is mounted, which sets two crankshafts 8 offset from the axis, each with a crank 14, and a shaft gear 15 attached to each crankshaft, which transmit the rotation to a flywheel gear 16 rotating about the axis of symmetry. Ignition, mixture preparation, seals, screw connections and auxiliary units correspond to the state of the art.
  • a rotation of the axis 4 by the angle shown in FIGS. 1 and 4 compresses in two opposite combustion chambers 1 the inflowing fuel, allows the ignited fuel to expand in two opposite combustion chambers, blows the exhaust gas out of two combustion chambers and fills two combustion chambers with a fuel mixture.
  • This rotation also rotates the pendulum rods 12 in the crankcase, these actuate the connecting rods 13 acting on the crankshaft crankings 14 and rotate the crankshafts 8 each by approximately 180 degrees and thus the flywheel and valve rings 6 by 45 degrees.
  • the next rotation of the axis in the opposite direction shifts the work cycles into the adjacent combustion chamber in the direction of rotation of the flywheel and the valve rings.
  • the valve rings each have four openings, two opposite openings serving the combustion chambers 1-3-5-7, the other two, axially and radially offset openings, the combustion chambers 2-4-6-8.
  • the engine power can be tapped on the flywheel 17 at speed x or on the crankshaft 18 at speed 4 x in the opposite direction.
  • a corresponding change in the compression ratio and mixture preparation enables the engine to be designed for operation with petrol or diesel fuel. It can also be dimensioned for operation with gas or hydrogen.
  • the material thicknesses and the component dimensions are partially idealized in the drawings.
  • Fig. 1 Section through the cylinder housing Fig. 2 Section through the cylinder housing in the axial direction Fig. 3 Section through the crankcase in the axial direction Fig. 4 Section through pendulum rods, connecting rods and crankshafts in the crankcase Fig. 5 Section through the crankcase Fig. 6
  • Slidable cylinder base (hatched) Fig. 10 View of the rotatable cylinder base
  • Fig. 11 section through the cylinder housing with two-part axis and displaceable pivoting piston

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
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Abstract

Known types of oscillating piston engines can be constructed in a compact manner. However, known gas-changing control units used with said engines, which comprise valves or rotary gate valves, limit speed or require numerous individual components and thus cannot be constructed compactly. No control possibilities are provided for which would permit modification of duration of intake and combustion chamber volume. According to the invention, two valve rings rotate about the oscillating piston engine housing and alternately overlap the intake and outlet holes in the engine housing, the intake ring being mounted in a sliding manner. The valve rings allow for a very simple and compact gas-changing control unit with variable intake control time and compression. An embodiment of the engine incorporating an option for a telescopic sliding movement permits a permanent change in combustion chamber volume and adjustment to the speed and power required. Because of their compact structure and wide speed and power range oscillating piston engines incorporating the above control possibilities are suitable for use in all machines and vehicles operated to date with conventional internal combustion engines.

Description

Schwenkkolben- Verbrennungsmotor Swing piston internal combustion engine
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft einen Schwenkkolben- Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a swing piston internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Durch die FR 22 97 323 A 1 ist ein solcher Motor bekannt. In einem Gehäuse sind mehrere Brennräume kompakt untergebracht. Eine Kurbelmechanik wandelt die Pendelbewegung der Schwenkkolben in eine Rotation. Gaseinlass und - auslass werden dabei von herkömmlichen Ventilen gesteuert. Dabei sind jedoch mehrere Ventile notwendig. Ein Ventiltrieb dieser Art, mit sich auf- und abbewegenden Ventilen hat ein Drehzahllimit, da die Ventilbewegung durch die Massenträgheit begrenzt ist. Die Gaswechselsteuerung mit konventionellen Ventilen läßt sich auch nicht besonders kompakt konstruieren.Such a motor is known from FR 22 97 323 A1. Several combustion chambers are compactly housed in one housing. A crank mechanism converts the swinging movement of the swivel piston into a rotation. The gas inlet and outlet are controlled by conventional valves. However, several valves are necessary. A valve train of this type, with valves moving up and down, has a speed limit because the valve movement is limited by the inertia. The gas exchange control with conventional valves can also not be designed to be particularly compact.
Eine elegantere Steuermöglichkeit weist die DE-OS 20 19 769 auf. Einlass und Auslass werden durch zylinderförmige, von Zahnrädern bewegten Rollenschiebern betätigt. Eine Massenträgheit und Drehzahlbegrenzung entfällt bei dieser Art der Steuerung. Allerdings sind je Brennraum zwei Rollenschieber notwendig.DE-OS 20 19 769 has a more elegant control option. Inlet and outlet are operated by cylindrical roller slides moved by gear wheels. With this type of control, there is no inertia and speed limitation. However, two roller shutters are required for each combustion chamber.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Verbrennungsmotor der gattungsgemäßen Bauart zu schaffen, welcher eine Gaswechselsteuerung ohne Drehzahlbegrenzung durch Massenträgheit der Ventile aufweist, welcher sich kompakt konstruieren läßt und mit weniger Bauteilen auskommt.The invention is based on the problem of creating an internal combustion engine of the generic type which has a gas exchange control without speed limitation due to inertia of the valves, which can be constructed compactly and manages with fewer components.
Dieses Problem wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.This problem is solved with the features listed in claim 1.
Mit der Erfindung ist eine Gaswechselsteuerung ohne oszillierende Massen gegeben, wobei zwei rotierende Ringe auf dem Motorgehäuse Einlass und Auslass durch überschneidende Öffnungen regeln. Dabei können alle Brennräume von nur einem Einlassring und einem Auslassring gesteuert werden. Ein rotierender Steuerring ist auch für höhere Drehzahlen geeignet.The invention provides a gas exchange control without oscillating masses, with two rotating rings on the motor housing regulating the inlet and outlet through overlapping openings. All combustion chambers can be controlled by only one inlet ring and one outlet ring. A rotating control ring is also suitable for higher speeds.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben.An advantageous embodiment of the invention is specified in claim 2.
Eine Steuerung mit Scheiben an den Zylinderböden ermöglicht die strömungsgünstige Gaswechselsteuerung mit dem Einlass auf der einen und dem Auslass auf der anderen Zylinderseite.A control with disks on the cylinder bottoms enables the streamlined gas exchange control with the inlet on one side and the outlet on the other side of the cylinder.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 3 angegeben.A further advantageous embodiment of the invention is specified in claim 3.
Eine Ausführung der Steuerringe oder Steuerscheiben mit einem Zahnkranz und der Antrieb durch eine mit einem Antriebszahnrad versehenen Welle läßt sich kompakt und verschleißarm konstruieren. Eine Antriebswelle läßt sich problemlos durch das Gassammlergehäuse führen.A design of the control rings or control disks with a ring gear and the drive by means of a shaft provided with a drive gear can be constructed in a compact and low-wear manner. A drive shaft can be easily passed through the gas collector housing.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 4 angegeben.A further advantageous embodiment of the invention is specified in claim 4.
Die Kurbelwelle der Kurbelmechanik läßt sich im Kurbelgehäuse so platzieren, daß eine Verlängerung dieser Welle den Antrieb der Steuerringe oder Steuerscheiben übernehmen kann.The crankshaft of the crank mechanism can be placed in the crankcase so that an extension of this shaft can take over the drive of the control rings or control disks.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 5 angegeben. Die Leistungsausbeute des Motors läßt sich durch eine Veränderung der Einlasssteuerzeit in Abhängigkeit von Last und Drehzahl optimieren. Verändert man die Position, Form und die Größe der Einlassöffnungen auf dem Motormantel in axialer Richtung und lagert den darauf rotierenden Einlasssteuerring axial verschiebbar mit einem von der Motorelektronik gesteuerten Stellmotor, so ist damit eine einfache Verstellmöglichkeit der Einlasssteuerzeit gegeben.A further advantageous embodiment of the invention is specified in claim 5. The power output of the engine can be optimized by changing the intake timing depending on the load and speed. If you change the position, shape and size of the inlet openings on the engine casing in the axial direction and mount the inlet control ring rotating on it axially displaceably with a servomotor controlled by the engine electronics, this provides a simple possibility of adjusting the inlet control time.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 6 angegeben.A further advantageous embodiment of the invention is specified in claim 6.
Durch die Ausgestaltung nach Patentanspruch 6 wird erreicht, daß der Motor seine Brennraumgröße und damit die Leistungsabgabe im Betrieb permanent und schnell verändern kann. Ein Beispiel am Einsatzgebiet PKW verdeutlicht dies:The embodiment according to claim 6 ensures that the engine can permanently and quickly change its combustion chamber size and thus the power output during operation. An example in the field of passenger cars illustrates this:
Ein mit niedriger Drehzahl losfahrender PKW benötigt maximales Drehmoment, weshalb der Motor auf maximale Brennraumgröße regelt. Eine mittlere konstante Geschwindigkeit benötigt weit weniger Drehmoment, weshalb mittlere Brennraumgröße ausreicht. Bei Beschleunigung aus mittleren Drehzahlen stellt sich das maximale Drehmoment ein. Die Kombination Drehzahlbandbreite und Brennraumvariabilität ergibt einen weiteren wichtigen Vorteil. Am Beispiel PKW bedeutet dies, daß das Getriebe mit einer reduzierten Anzahl an Gängen auskommt, oder ganz entfallen kann.A car starting at low speed needs maximum torque, which is why the engine regulates to the maximum combustion chamber size. A medium constant speed requires far less torque, which is why medium combustion chamber sizes are sufficient. When accelerating from medium speeds, the maximum torque is reached. The combination of speed bandwidth and combustion chamber variability results in another important advantage. Taking cars as an example, this means that the gearbox manages with a reduced number of gears, or can be omitted entirely.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 7 angegeben.A further advantageous embodiment of the invention is specified in claim 7.
Mit der Ausgestaltung der Erfindung wird erreicht, daß der Motor sein Brennraumvolumen in einem weiten Bereich verändern kann, so daß er im Leerlauf auf ein minimales, nur zum Antrieb der Nebenaggregate erforderliches Brennraumvolumen regeln kann, bei Bedarf an Drehmoment aber auch große Brennräume ermöglicht, was verbrauchsökonomisch sinnvoll ist.With the embodiment of the invention it is achieved that the engine can change its combustion chamber volume in a wide range, so that it can regulate at idle to a minimum, only necessary to drive the auxiliary combustion chamber volume, but also allows large combustion chambers if required for torque, which is economically sensible.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 8 angegeben.A further advantageous embodiment of the invention is specified in claim 8.
Schwenkkolben, die sich in axialer Richtung zusammenschieben lassen, ermöglichen den Bau eines brennraumvariablen Verbrennungsmotors mit nur einem verschiebbaren Zylinderboden.Swinging pistons, which can be pushed together in the axial direction, enable the construction of a combustion chamber variable combustion engine with only one movable cylinder base.
Patentanspruch 9, 10 und 11 zeigen eine Möglichkeit zur Dichtung, Schmierung und Kühlung des Motors.Claims 9, 10 and 11 show a possibility for sealing, lubricating and cooling the engine.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren 1 bis 11 dargestellt. Das Beispiel bezieht sich auf einen 4- Takt Benzinmotor mit einer Verdichtung von etwa 1 : 10, mit vier Schwenkkolben an einer Achse, mit vier Trennwänden und einer Zündfolge der acht Brennräume von 1-2-3-4-5-6-7-8. Die Kurbelmechanik besteht dabei aus zwei radial zur Achse stehenden Pendelstäben 12, an deren Enden je eine Pleuelstange 13 gelagert ist, welche zwei von der Achse versetzt gelagerte Kurbelwellen 8 mit je einer Kröpfung 14 in Rotation versetzen, und einem an jeder Kurbelwelle befestigten Wellenzahnrad 15, welche die Rotation auf ein um die Symmetrieachse rotierendes Schwungscheibenzahnrad 16 übertragen. Zündung, Gemischaufbereitung, Dichtungen, Verschraubungen und Nebenaggregate entsprechen hierbei dem Stand der Technik. Alle Teile sind so zu fertigen, daß sie den auftretenden Kräften standhalten, eine dauerhafte Abdichtung, wo erforderlich, bieten und einen verschleißarmen Betrieb ermöglichen. Eine Drehung der Achse 4 um den in Fig. 1 und Fig. 4 dargestellten Winkel verdichtet in zwei gegenüberliegenden Brennräumen 1 den eingeströmten Brennstoff, läßt den gezündeten Brennstoff in zwei gegenüberliegenden Brennräumen expandieren, bläst das Abgas aus zwei Brennräumen heraus und füllt zwei Brennräume mit Brennstoffgemisch. Diese Drehung dreht die Pendelstäbe 12 im Kurbelgehäuse mit, diese betätigen die auf die Kurbelwellenkröpfungen 14 wirkenden Pleuel 13 und drehen die Kurbelwellen 8 um je etwa 180 Grad weiter und damit Schwungscheibe und Ventilringe 6 um 45 Grad. Die nächste Drehung der Achse in entgegengesetzter Richtung verlagert die Arbeitstakte in den jeweils nebenliegenden Brennraum im Drehsinn der Schwungscheibe und der Ventilringe. Die Ventilringe weisen jeweils vier Öffnungen auf, wobei zwei gegenüberliegende Öffnungen die Brennräume 1-3-5-7 bedienen, die anderen beiden, axial und radial versetzten Öffnungen die Brennräume 2-4-6-8. Die Motorleistung kann am Schwungrad 17 mit Drehzahl x abgegriffen werden oder an der Kurbelwelle 18 mit Drehzahl 4 x im entgegengesetzten Drehsinn.An embodiment of the invention is shown in Figures 1 to 11. The example refers to a 4-stroke petrol engine with a compression ratio of about 1:10, with four pivot pistons on one axle, with four partitions and an ignition sequence of the eight combustion chambers from 1-2-3-4-5-6-7- 8th. The crank mechanism consists of two pendulum rods 12 standing radially to the axis, at the ends of which a connecting rod 13 is mounted, which sets two crankshafts 8 offset from the axis, each with a crank 14, and a shaft gear 15 attached to each crankshaft, which transmit the rotation to a flywheel gear 16 rotating about the axis of symmetry. Ignition, mixture preparation, seals, screw connections and auxiliary units correspond to the state of the art. All parts are to be manufactured in such a way that they can withstand the forces that arise, provide permanent sealing where necessary and enable low-wear operation. A rotation of the axis 4 by the angle shown in FIGS. 1 and 4 compresses in two opposite combustion chambers 1 the inflowing fuel, allows the ignited fuel to expand in two opposite combustion chambers, blows the exhaust gas out of two combustion chambers and fills two combustion chambers with a fuel mixture. This rotation also rotates the pendulum rods 12 in the crankcase, these actuate the connecting rods 13 acting on the crankshaft crankings 14 and rotate the crankshafts 8 each by approximately 180 degrees and thus the flywheel and valve rings 6 by 45 degrees. The next rotation of the axis in the opposite direction shifts the work cycles into the adjacent combustion chamber in the direction of rotation of the flywheel and the valve rings. The valve rings each have four openings, two opposite openings serving the combustion chambers 1-3-5-7, the other two, axially and radially offset openings, the combustion chambers 2-4-6-8. The engine power can be tapped on the flywheel 17 at speed x or on the crankshaft 18 at speed 4 x in the opposite direction.
Eine entsprechende Änderung des Verdichtungsverhältnisses und der Gemischaufbereitung ermöglicht die Auslegung des Motors zum Betrieb mit Benzin oder Dieselkraftstoff. Ebenso läßt er sich zum Betrieb mit Gas oder Wasserstoff dimensionieren. Die Materialstärken und die Bauteildimensionierung sind in den Zeichnungen teilweise idealisiert dargestellt.A corresponding change in the compression ratio and mixture preparation enables the engine to be designed for operation with petrol or diesel fuel. It can also be dimensioned for operation with gas or hydrogen. The material thicknesses and the component dimensions are partially idealized in the drawings.
Es zeigenShow it
Fig. 1 Schnitt durch das Zylindergehäuse Fig. 2 Schnitt durch das Zylindergehäuse in axialer Richtung Fig. 3 Schnitt durch das Kurbelgehäuse in axialer Richtung Fig. 4 Schnitt durch Pendelstäbe, Pleuel und Kurbelwellen im Kurbelgehäuse Fig. 5 Schnitt durch das Kurbelgehäuse Fig. 6 Teilansicht des Zylindermantels und dem Auslassring Fig. 7 Schnitt durch das Einlass/ Auslassgehäuse mit verstellbarem Einlassring Fig. 8 Schnitt durch das Einlassgehäuse am Antriebsrad für den Einlassring Fig. 9 Verschiebbarer Zylinderboden (schraffiert) Fig. 10 Ansicht des drehbaren ZylinderbodenFig. 1 Section through the cylinder housing Fig. 2 Section through the cylinder housing in the axial direction Fig. 3 Section through the crankcase in the axial direction Fig. 4 Section through pendulum rods, connecting rods and crankshafts in the crankcase Fig. 5 Section through the crankcase Fig. 6 Partial view of the cylinder jacket and the outlet ring Fig. 7 Section through the inlet / outlet housing with adjustable inlet ring Fig. 8 Section through the inlet housing on the drive wheel for the inlet ring Fig. 9 Slidable cylinder base (hatched) Fig. 10 View of the rotatable cylinder base
Fig. 11 Schnitt durch das Zylindergehäuse mit zweiteiliger Achse und verschiebbaren Schwenkkolben Fig. 11 section through the cylinder housing with two-part axis and displaceable pivoting piston
In den Zeichnungen sind gekennzeichnet mit 1 BrennräumeIn the drawings are marked with 1 combustion chamber
2 Zylindermantel2 cylinder jacket
3 Trennwände3 partitions
4 Achse4 axis
5 Schwenkkolben5 swivel pistons
6 Ventilring mit Zahnkranz6 valve ring with ring gear
7 Antriebszahnrad für Ventilring7 drive gear for valve ring
8 Kurbelwelle mit Verlängerung zum Antrieb der Ventilsteuerung8 crankshaft with extension for driving the valve control
9 Einlassgehäuse9 inlet housing
10 Auslassgehäuse10 outlet housing
11 Gehäuse der Kurbelmechanik11 crank mechanism housing
12 Pendelstab12 pendulum rod
13 Pleuel13 connecting rods
14 KurbelweUeijJα-öpfung14 KurbweUeijJα-creation
15 Wellenzahnräder15 shaft gears
16 Schwungscheibenzahnrad16 flywheel gear
17 Leistungsabgriff Schwungscheibe17 Flywheel power tap
18 Leistungsabgriff Kurbelwelle18 Power tap crankshaft
19 Auslassventilöffnungen im Zylindermantel19 exhaust valve openings in the cylinder jacket
20 Einlassventilöffnungen im Zylindermantel20 inlet valve openings in the cylinder jacket
21 Auslassschlitze im Ventilring21 outlet slots in the valve ring
22 Stellmechanik für Einlassventilring22 Adjustment mechanism for intake valve ring
23 verschiebbarer Zylinderboden23 sliding cylinder base
24 Druckpunkte der Verstellmechanik/ hydraulik24 pressure points of the adjustment mechanism / hydraulics
25 Achsmantel25 axle jacket
26 Zylinderboden26 cylinder bottom
27 Verstellmechanik/ hydraulik 27 Adjustment mechanism / hydraulics

Claims

Patentansprüche claims
1. Schwenkkolben- Verbrennungsmotor mit einem zylinderähnlichem Brennraumgehäuse mit mindestens zwei sektorenförmigen Brennräumen (1), mindestens einem um die Symmetrieachse (4) schwenkbar gelagerten Schwenkkolben (5), welcher durch die Schwenkbewegung gleichzeitig das Volumen von einem sektorenförmigen Brennraum (1) vergrößert und von einem Brennraum verkleinert, und einer Kurbelmechanik in einem Kurbelgehäuse (11), welche aus der Schwenkbewegung der Kolben (5) eine Rotation erzeugt, und mit Öffnungen im Zylindergehäuse zur Gaswechselsteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffeinlass und der Abgasausstoss als Schlitzsteuerung von sich überschneidenden Öffnungen geregelt wird, wobei um den Zylindermantel (2) mindestens zwei rotierbare Ringe (6) gelagert sind, so daß diese die Einlassöffnungen (20), bzw Auslassöffnungen (19) im Zylindermantel abdecken und abdichten, sich in jedem der Steuerringe (6) Öffnungen (21) befinden, welche bei einer Rotation der1. Swing piston internal combustion engine with a cylinder-like combustion chamber housing with at least two sector-shaped combustion chambers (1), at least one swivel piston (5) pivotably mounted about the axis of symmetry (4), which at the same time increases the volume of a sector-shaped combustion chamber (1) due to the swivel movement and from reduced combustion chamber, and a crank mechanism in a crankcase (11), which generates a rotation from the pivoting movement of the pistons (5), and with openings in the cylinder housing for gas exchange control, characterized in that the fuel inlet and the exhaust gas outlet as slot control of overlapping openings is regulated, at least two rotatable rings (6) being mounted around the cylinder jacket (2) so that they cover and seal the inlet openings (20) or outlet openings (19) in the cylinder jacket, openings () in each of the control rings (6) 21), which occur when the
Steuerringe um das Brennraumgehäuse die Einlass- und Auslassöffnungen (20/ 19) abwechselnd überschneiden und damit öffnen, die Einlass- und Auslasssteuerringe von jeweils einem Gehäuse umgeben sind, und eines derControl rings around the combustion chamber housing alternately overlap the inlet and outlet openings (20/19) and thus open, the inlet and outlet control rings are each surrounded by a housing, and one of the
Gehäuse (9) an die Versorgung mit Frischgas mündet und das andere Gehäuse (10) dieHousing (9) opens to the supply of fresh gas and the other housing (10)
Abgase sammelt und in den Auspuff leitet.Exhaust fumes and leads into the exhaust.
2. Schwenkkolben- Verbrennungsmotor nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffeinlass und der Abgasausstoss als Schlitzsteuerung von sich überschneidenden Öffnungen geregelt wird, wobei sich die Einlass- und Auslassöffnungen in den Böden des Brennraumgehäuses befinden und an die Zylinderböden um die Symmetrieachse rotierbare Scheiben gelagert sind, so daß diese die Einlassöffnungen, bzw Auslassöffnungen abdecken und abdichten, sich in jeder Scheibe Schlitze befinden, welche bei einer Rotation der Steuerscheiben die2. Swing piston internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the fuel inlet and the exhaust gas discharge is controlled as a slot control of overlapping openings, the inlet and outlet openings being in the bottoms of the combustion chamber housing and mounted on the cylinder bottoms around the axis of symmetry rotatable discs are, so that these cover and seal the inlet or outlet openings, there are slots in each disc, which the rotation of the control discs
Einlass- und Auslassöffnungen abwechselnd überschneiden und damit öffnen, die Steuerscheibe der Einlassöffhungen von einem Gehäuse umgeben ist, welches an dieAlternate intersection of inlet and outlet openings and thus open, the control disk of the inlet openings is surrounded by a housing which is attached to the
Versorgung mit Frischgas mündet und die Steuerscheibe der Auslassöffhungen von einemFresh gas supply opens and the control disk of the outlet openings from one
Gehäuse umgeben ist, welches die Abgase sammelt und in den Auspuff leitet.Surrounded housing, which collects the exhaust gases and directs them into the exhaust.
3. Schwenkkolben- Verbrennungsmotor nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf den Steuerringen oder den Steuerscheiben ein Zahnkranz befindet und eine in die Gassammlergehäuse (9/ 10) führende Welle (8) mit einem Zahnrad (7) die Steuerringe oder Steuerscheiben antreibt.3. Swing piston internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that there is a ring gear on the control rings or the control discs and a in the gas collector housing (9/10) leading shaft (8) with a gear (7) the control rings or control discs drives.
4. Schwenkkolben- Verbrennungsmotor nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (8) zum Antrieb der Steuerringe (6) oder Steuerscheiben eine Verlängerung einer Kurbelwelle im Kurbelgehäuse (11) ist. 4. Swing piston internal combustion engine according to claim 3, characterized in that the shaft (8) for driving the control rings (6) or control disks is an extension of a crankshaft in the crankcase (11).
5. Schwenkkolben- Verbrennungsmotor nach Patentanspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der für den Einlass zuständige Steuerring (6) in Achsrichtung verschieben läßt von einer von einer Motorelektronik gesteuerten Stellmechanik (22) und daß sich die Position, Form und Größe der Einlassöffhungen (20) im Zylindermantel (2) in axialer Richtung verändert und damit eine Verschiebung des Einlassrings (6) eine Veränderung der Einlasssteuerzeit bewirkt, sowie eine Veränderung des Verdichtungsverhältnisses ermöglicht.5. Swing piston internal combustion engine according to claim 1, 3 or 4, characterized in that the control ring responsible for the inlet (6) can be moved in the axial direction by a motor electronics controlled actuating mechanism (22) and that the position, shape and size the inlet openings (20) in the cylinder jacket (2) are changed in the axial direction and thus a displacement of the inlet ring (6) causes a change in the intake control time and enables a change in the compression ratio.
6. Schwenkkolben- Verbrennungsmotor nach Patentanspruch 1, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Gesamtbrennraumvolumen während des Betriebs permanent und schnell von Stellmotoren (27) der Motorelektronik verändern läßt, in Abhängigkeit von der geforderten Leistung und Drehzahl, indem das Brennraumvolumen von einer Mechanik oder Hydraulik in axialer Richtung eingegrenzt wird.6. oscillating piston internal combustion engine according to claim 1, 3, 4 or 5, characterized in that the total combustion chamber volume during operation can be changed permanently and quickly by servomotors (27) of the motor electronics, depending on the required power and speed by the combustion chamber volume is limited by a mechanical or hydraulic system in the axial direction.
7. Schwenkkolben- Verbrennungsmotor nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Zylinderböden (23) im Zylindermantel entlang den Brennraumtrennwänden (3) im Brennraumgehäuse in axialer Richtung verschiebbar gelagert ist, die Achse (4) aus einem Achskern und einem darüberliegenden Achsmantel gefertigt ist, sich der Achsmantel mit den daran befestigten Schwenkkolben (5) auf dem Achskern in7. Swing piston internal combustion engine according to claim 6, characterized in that one of the cylinder bottoms (23) in the cylinder jacket along the combustion chamber partitions (3) in the combustion chamber housing in the axial direction is slidably mounted, the axis (4) is made of an axle core and an overlying axle jacket , the axle casing with the swivel pistons (5) attached to it on the axle core in
Achsrichtung verschieben, nicht aber verdrehen läßt, der zweite Zylinderboden am Zylindermantel (2) drehbar gelagert ist und mit demMove the axial direction, but not twist, the second cylinder base is rotatably mounted on the cylinder jacket (2) and with the
Achsmantel und den Schwenkkolben (5) mitschwenkt, sich der Achsmantel mit den Schwenkkolben durch den mitschwenkenden, aber in axialerAxle casing and the pivoting piston (5) pivots, the axle casing with the pivoting piston through the pivoting, but in the axial
Richtung fixierten Zylinderboden (26) schieben lassen, und eine Mechanik, Hydraulik oder Feder die Schwenkkolben (5) mit dem Achsmantel permanent bis zum Anschlag in die Zylindermitte zurückdrückt.Allow it to slide in the direction of the fixed cylinder base (26) and a mechanical, hydraulic or spring mechanism permanently presses the swivel piston (5) with the axle casing back into the center of the cylinder as far as it will go.
8. Schwenkkolben- Verbrennungsmotor nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Zylinderböden (23) im Zylindermantel entlang den Trennwänden8. Swing piston internal combustion engine according to claim 6, characterized in that at least one of the cylinder bottoms (23) in the cylinder jacket along the partitions
(3) im Brennraumgehäuse in axialer Richtung verschiebbar gelagert ist, und sich die Schwenkkolben in axialer Richtung teleskopartig zusammenschieben lassen, sich aber bis zur Begrenzung durch die Zylinderböden mechanisch oder hydraulisch auseinanderdrücken.(3) is slidably mounted in the combustion chamber housing in the axial direction, and the pivoting pistons can be telescopically pushed together in the axial direction, but can be pushed apart mechanically or hydraulically to the limit by the cylinder bottoms.
9. Schwenkkolben- Verbrennungsmotor nach Patentanspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Ränder der Schwenkkolben zum Gehäuse, in die Trennwände zur Achse, in die Ventilringe zum Gehäuse, sowie zwischen allen Gleitstellen, welche dichtend gefertigt sein müssen, federnde Dichtlippen eingearbeitet sind, welche auch zum Zurückstreifen von Schmieröl geeignet sind. lO.Schwenkkolben- Verbrennungsmotor nach Patentanspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen, die Schwenkkolben, die Trennwände sowie das Zylindergehäuse mit 9. swing piston internal combustion engine according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8, characterized in that in the edges of the swing piston to the housing, in the partitions to the axis, in the valve rings to the housing, and between all Sliding points, which must be made to seal, resilient sealing lips are incorporated, which are also suitable for pulling back lubricating oil. 10. Swinging piston internal combustion engine according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or 9, characterized in that the axes, the swinging piston, the partitions and the cylinder housing with
Bohrungen versehen sind, so daß die Gleitstellen mit Schmieröl versorgt werden können. Bores are provided so that the sliding points can be supplied with lubricating oil.
11. Schwenkkolben- Verbrennungsmotor nach Patentanspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß durch Bohrungen in der Achse, in den Schwenkkolben, in den Trennwänden oder durch Kanäle um das Brennraumgehäuse Kühlwasser geleitet werden kann zur thermischen Stabilisierung des Motors. 11. swing piston internal combustion engine according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10, characterized in that through holes in the axis, in the swing piston, in the partition walls or through channels around the combustion chamber housing Cooling water can be routed for thermal stabilization of the engine.
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