WO2006037667A1 - Internal combustion engine - Google Patents

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WO2006037667A1
WO2006037667A1 PCT/EP2005/052523 EP2005052523W WO2006037667A1 WO 2006037667 A1 WO2006037667 A1 WO 2006037667A1 EP 2005052523 W EP2005052523 W EP 2005052523W WO 2006037667 A1 WO2006037667 A1 WO 2006037667A1
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WO
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base
internal combustion
combustion engine
cylinder
devices
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Application number
PCT/EP2005/052523
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German (de)
French (fr)
Inventor
Gert Joachim Reinhardt
Original Assignee
Reinhardt, Gaby, Traute
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 Reinhardt, Gaby, Traute filed Critical Reinhardt, Gaby, Traute
Priority to EP05754577A priority Critical patent/EP1794426A1/en
Publication of WO2006037667A1 publication Critical patent/WO2006037667A1/en

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B13/00Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion
    • F01B13/04Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion with more than one cylinder
    • F01B13/045Reciprocating-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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/26Engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main-shaft axis; Engines with cylinder axes arranged substantially tangentially to a circle centred on main-shaft axis
    • F02B75/265Engines with cylinder axes substantially tangentially to a circle centred on main-shaft axis

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine, in particular gasoline engine or diesel engine, as used in particular for operating a power generator in a generator or power plant.
  • Such an internal combustion engine generally has a plurality of juxtaposed combustion devices, each having a cylinder and a piston guided in the cylinder.
  • the pistons are connected to a crankshaft, so that the up and down movement of the piston can be converted into a rotational movement.
  • the rotation of the crankshaft is transmitted by means of gears, for example to the drive wheels of a motor vehicle. It is also possible to operate the generator of a generator with the help of the crankshaft »
  • a disadvantage of such an internal combustion engine is that, for example due to friction losses, the efficiency of the internal combustion engine is low.
  • the efficiency of the internal combustion engine is low.
  • in the conversion of a linear reciprocating motion of the piston in a rotary rotation by means of the crankshaft results in power losses.
  • the invention is based on the object to provide an internal combustion engine with which the efficiency can be improved.
  • the internal combustion engine according to the invention which can be used in particular for the operation of a Storm generator, has a plurality of combustion devices.
  • the combustion devices each have a cylinder section designed as a cylinder.
  • a piston is guided in the cylinder (section) a piston is guided.
  • the combustion devices are arranged essentially along a circular line and connected to one another in each case.
  • the piston of a combustion device is connected to the cylinder or cylinder section of the other combustion device.
  • the connection of the adjacent combustion devices takes place, in particular, in an articulated manner, for example with the aid of a propeller shaft, so that a changed angular position, which may arise as a result of reciprocation of the piston, can be compensated for one another.
  • An optionally provided piston rod is. also preferably hingedly connected to the piston.
  • the circular or annular arrangement of the combustion devices ensures that an up and down movement of the piston makes a contribution to a rotational movement. A radial force direction can be avoided. As a result, it is not necessary to convert a linear movement by means of a crankshaft into a rotational movement, so that the crankshaft can be saved. The moving mass can thereby be reduced, so that the efficiency is improved.
  • the internal combustion engine according to the invention also has in this case a plurality of pistons which are each guided in a cylinder section, whereby a combustion device is formed. These combustion devices are also arranged substantially along a circular line. According to the invention, the power transmission of respectively adjacent combustion devices takes place in a force-locking manner essentially in the direction of the circular line. The connection of the respectively adjacent combustion devices is thus non-positively and not by a mechanically rigid coupling. It is therefore possible that, in the case of two mutually adjacent combustion directions, one combustion device can exert a force on the other combustion direction in the tangential direction or in the circumferential direction of the circular line.
  • the power transmission takes place in particular via the medium enclosed in the combustion device.
  • a first piston of a first combustion device compresses the medium enclosed in the first combustion device.
  • a second piston or second cylinder section of a second combustion device guided inside the combustion device is set in motion via the expanding medium, so that a non-positive force transmission is achieved.
  • at least a part of the cylinder sections form a ring-shaped circular cyclone in which the pistons are guided individually.
  • the pistons can be held within a cylinder section by means of a locking device, in particular an electromagnetic locking device.
  • the pistons made of a ferromagnetic alloy material, which maintains a magnetization especially at high temperatures greater than about 500 ° C, and with the help of an arranged outside the annular cylinder electric coil, the piston at a defined time and / or To lock a defined location, ie to connect briefly with the ring cylinder.
  • This makes it possible to drive the piston without piston rod or connecting rod in the annular cylinder while ensuring accurate timing of the engine.
  • the pistons for dissipating the mechanical energy to a running through the Ringzyl ⁇ nder passing mechanical connection which is, for example, an annular portion of the annular cylinder, which is movably guided between two annular cylinder shells.
  • the annular cylinder has two of these annular annular cylinder sections, so that the pistons can each be connected alternately to one or the other annular cylinder section.
  • At least one z. B. configured as a separate cylinder or ring cylinder first Zyl ⁇ nderabrough connected to a first base and at least one z. B. as a separate cylinder or annular cylinder section ausgestalteter second Zylinderabschn ⁇ tt connected to a second base.
  • the first base and / or the second base is designed as an output element in order to derive the rotational movement provided by the combustion devices of the internal combustion engine, for example for the operation of a power generator.
  • the second cylinder section is preferably one Cylinder (section), which is located in an odd number of Zyl ⁇ nderabroughen to the first Zyl ⁇ nder (abschn ⁇ tt) away.
  • the connection to the second base is thus made in relation to the connection to the first base at a distance of one and / or three and / or five, etc. cylinders or cylinders.
  • the cylinder sections are connected alternately to the first base or the second base, so that the cylinder sections of the combustion devices arranged along the circular line are alternately connected to the first base or the second base.
  • the connection takes place in particular via the propeller shaft of a possibly provided articulated connection between two adjacent combustion devices.
  • first base For example, if the first base is held stationary, a first piston guided in the first cylinder portion is moved relative to the first cylinder portion, so that due to the connection of the first piston with an example adjacent second Zyl ⁇ nderabrough and the second cylinder portion performs a relative movement to the first cylinder portion. Since the second cylinder portion is connected to the second base, there is a relative movement of the second base to the first base. Due to the circular arrangement of the combustion devices, the relative movement is a rotational movement that can be used by a device connected to the internal combustion engine via the second base, so that the second base is configured as an output element for dissipating the mechanical energy.
  • both the first base and the second base are preferably designed alternately as an output element.
  • the first base is held until the first piston has reached its bottom or top dead center, so that the second base is moved.
  • the second base is held until the first piston has reached its subsequent bottom or top dead center, so that the first base in the same direction turns, as before the second base.
  • a rotation in exactly one direction of rotation can be made possible as a downforce.
  • the internal combustion engine preferably has a blocking device which prevents a movement of the cylinder section in a specific direction of rotation, so that a rotational movement, in particular of the first base and / or the second base, is ensured in exactly one direction of rotation.
  • the first base and / or the second base on a locking device, electromagnetic locking device o. ⁇ . On., which in particular has a one-sided freewheel.,
  • the locking device does not necessarily have to be made stationary.
  • it is possible for both the first base and the second base to rotate simultaneously in the same direction, and preferably only those rotational movements of the bases which are opposite to this rotation to be blocked, in particular with the aid of the latching device.
  • the locking device is particularly advantageous in a multi-stage internal combustion engine, in which preferably a second set is provided substantially along a circular line arranged combustion devices.
  • the second set of combustion devices is in particular connected to the first set of combustion devices by the first base or the second base.
  • the second set of combustion devices for example, itself also a first base and a second base, wherein z.
  • the second base of the second set of combustion devices may coincide with the first base of the first set of combustion devices.
  • the rotational movements of the two sets of combustion devices can add up, so that the effective rotational speed of the internal combustion engine multiplies.
  • the sets are combustion devices Clocked asynchronously to each other, so that the rotational movement generated by the particular set of internal combustion engines can be made uniform.
  • the circularly arranged combustors and / or the first base and / or the second base are rotatably disposed about a rotation axis passing through a center of the circular arrangement of the combustors.
  • the first base and / or the second base are in particular disc-shaped, preferably annular. This makes it possible to distribute the weight of the combustion devices and possibly the bases clearly spaced from the axis of rotation, so that a high torque is achieved at a relatively low total weight. As a result, a flywheel for the internal combustion engine is not required.
  • a flow element for input and / or output is arranged in the radial direction within the circular line, which may possibly be offset axially.
  • the drive element is, for example, a propeller, a propeller, a turbine blade or the like.
  • the flow element is connected directly or indirectly to at least one cylinder section and / or a base. This makes it possible that a direct drive is achieved by the internal combustion engine without moving intermediate elements.
  • such a further developed internal combustion engine can be connected to a drive-on device of an aircraft or form the drive device.
  • the internal combustion engine according to the invention is preferably used in a power plant for generating electricity, in which the internal combustion engine, for example, drives an electric machine operated as a generator.
  • the coil (s) and / or the at least one permanent magnet of the electric machine are connected to the internal combustion engine in particular via the first base or the second base.
  • the power plant with the internal combustion engine according to the invention is used in particular for means of transport and other local off-grid power generating devices having at least one electrically driven drive means, such as motor vehicles, motor boats, aircraft, etc ..
  • the power plant with the internal combustion engine according to the invention has a low weight, is suitable the power plant connected to the drive device, in particular for small aircraft, thereby the weight of the small aircraft can be reduced, so that the payload, for example, for freight transport, can be increased. As a result, the energy consumption for a certain amount of payload is reduced, so that the efficiency of the means of transport and in particular the small aircraft is improved.
  • Fig. 1 is a schematic side view of an inventive
  • Fig. 2 is a schematic sectional view taken along the line II-II of FIG.
  • Fig. 3 is a schematic sectional view of a locking device
  • Fig. 4 is a schematic side view of the invention
  • Fig. 5 is a schematic sectional view taken along the line VIII-VIII
  • FIG. 4 and 6 shows a schematic sectional view along the line IX from FIG. 4.
  • the internal combustion engine 10 has a first set of combustion devices 14 and a second set of combustion devices. Respectively adjacent Verbrennungsse ⁇ nraumen 14 are hingedly connected to each other via a propeller shaft 18.
  • the combustion devices 14 are successively alternately connected via the propeller shafts 18 to a first base 20 and a second base 22, wherein in the illustrated embodiment, the second base 22 of the first set 12 is connected to the first base 20 of the second set 16.
  • the second base 22 of the first set 12 and the first base 20 of the second set 16 may also be the same component.
  • the combustion devices 14 are arranged along a circular line 24 (FIG. 2).
  • a first cylinder portion 26 is connected, in which a first piston 28 is guided.
  • the first cylinder section 26 is connected to a second piston 30, which is guided in a second cylinder section 32.
  • the cylinder sections 26, 32 configured as a cup-shaped open on one side, as they are known for example from the automotive industry.
  • the first cylinder section 26 and the second piston 30 are connected to the first base 20 via the propeller shaft 18.
  • the second cylinder section 32 is connected to the first piston 28 of a further combustion device 14, so that the second cylinder section 32 and the first piston 28 are connected via the first cylinder 28 PTO shaft 18 are connected to the second base 22.
  • the internal combustion engine 10 is a 2-stroke engine or 4-stroke engine, ie, the first piston 28 experiences an intake or expansion movement in the first cylinder section 26. Accordingly, the second piston 30 undergoes a compression or ejection movement in the second cylinder portion 32. Because of the connection adjacent combustion devices 14 causes the expansion movement of the first piston 28 to move the second cylinder section 32 towards the second piston 30. In the case where the second base 22 is stationary, not the second piston 30 but the second cylinder portion 32 is moved.
  • the first base 20 is disk-shaped and has a central opening 34, which has a center 36 of the circular arrangement of the Verbrennungsseinr ⁇ chtung 14.
  • the central opening 34 can serve to receive a drive or output shaft.
  • fuel lines 38 and exhaust pipes 40 may be performed.
  • the fuel lines 38 and the exhaust pipes 40 via a rotary joint, for.
  • a fuel tank may preferably be disposed between the combustion devices 14 and the central opening 34 so that the centrifugal force during operation of the internal combustion engine 10 constitutes part of the delivery pressure of the fuel supply.
  • first base 20 and the second base 22 may optionally be connected via a connecting piece 50, a latching device 66 (Fig, 3).
  • the connecting piece 50 for example, a sawtooth ring gear 68, which can cooperate with a counter-oriented sawtooth-shaped locking element 70.
  • the latching element 70 is resiliently guided in a housing 74, for example by means of springs 72. During a movement of the connecting piece 50 in the direction of an arrow 76, flanks 78 of the toothed ring 68 slide on flanks 80 of the latching element 70, so that the latching element 70 can yield in the direction of an arrow 82.
  • first base 20 or the second base 22 only rotates in exactly one direction.
  • first base 20 of the second set 16 is connected in a rotationally fixed manner to the second base 22 of the first set 12 via the connecting piece 50
  • the second set 16 may rotate faster than the first set 12.
  • the clock cycle of the second set 16 of the combustor 14 is shifted by one clock at the clock cycle of the first set 12.
  • the set 12, 16 of the combustion devices 14 may have four, in particular eight, preferably twelve and more preferably sixteen combustion devices 14.
  • first pistons 28 and the second pistons 30 are arranged without a piston rod within a ring-shaped annular cylinder 88 (FIG. 4).
  • the first pistons 28 are connected to the first base 20 through the ring cycler 88 via a first connector 90.
  • the second pistons 30 are connected to the second base 22 via a second connecting element 92.
  • first base 20 and / or the second base 22 may cooperate with a locking device, such as a detent device 66 or an electromagnetic locking device. Since in the illustrated embodiment, the first cylinder sections 26 and the second cylinder sections 32 merge into each other, a particularly large number of combustion devices 14 can be arranged one behind the other, so that relatively little installation space is required to provide a specific power.
  • the ring cylinder 88 has in particular two strip-shaped Ringzylinderabschn ⁇ tte 98, which are arranged between two annular cylindrical shells 100, 102, between which the annular cylinder sections 98 are guided (Fig. 6).
  • the ring cylinder sections 98 may also be the first base 20 and the second base 22 simultaneously.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to an internal combustion engine (10) comprising several combustion devices (14) each of which is provided with a cylinder section (26,32) and a piston (28, 30) guided in said section ( 26, (32), wherein the combustion devices (14) are arranged along a circular line (24). Said invention is characterised I that said combustion devices (14) are frictionally connected to each other substentially along said circular line (24) and generate a circumferentially directed force. The invention makes it possible to obtain a movement of rotation for which a crankshaft is not needed, thereby increasing the internal combustion engine (10) efficiency.

Description

Verbrennungsmotor internal combustion engine
Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, insbesondere Ottomotor oder Dieselmotor, wie er insbesondere zum Betrieb eines Stromerzeugers in einem Generator bzw. Kraftwerk verwendet wird.The invention relates to an internal combustion engine, in particular gasoline engine or diesel engine, as used in particular for operating a power generator in a generator or power plant.
Ein derartiger Verbrennungsmotor weist in der Regel mehrere nebeneinander angeordnete Verbrennungseinrichtungen auf, die jeweils einen Zylinder und einen im Zylinder geführten Kolben aufweisen. Die Kolben sind mit einer Kurbelwelle verbunden, so dass die Auf- und Ab-Bewegung der Kolben in eine Drehbewegung überführt werden kann. Die Drehung der Kurbelwelle wird mit Hilfe von Getrieben, beispielsweise an die Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs, übertragen. Ferner ist es möglich, mit Hilfe der Kurbelwelle den Stromerzeuger eines Generators zu betreiben»Such an internal combustion engine generally has a plurality of juxtaposed combustion devices, each having a cylinder and a piston guided in the cylinder. The pistons are connected to a crankshaft, so that the up and down movement of the piston can be converted into a rotational movement. The rotation of the crankshaft is transmitted by means of gears, for example to the drive wheels of a motor vehicle. It is also possible to operate the generator of a generator with the help of the crankshaft »
Aus US 1,800,677 A ist ein Verbrennungsmotor bekannt, der tangential auf einer Kreislinie angeordnete Zylinder aufweist. In den Zylindern ist jeweils ein Kolben geführt, der über einen Hebelmechanismus eine zu den Zylindern zentral angeordnete Kurbelwelle antreibt. Hierzu wird die tangentiale Hin-und Her-Bewegung des Kolbens über den Hebelmechanismus in eine im Wesentlichen radiale Auf- und Ab-Bewegung umgewandelt, so dass die Kraftrichtungen der Kolben sternförmig auf die zentrale Kurbelwelle gerichtet sind.From US 1,800,677 A an internal combustion engine is known which has tangentially arranged on a circular cylinder. In each case a piston is guided in the cylinders, which drives via a lever mechanism a central to the cylinders arranged crankshaft. For this purpose, the tangential reciprocating motion of the piston is converted via the lever mechanism in a substantially radial up and down movement, so that the Force directions of the piston are directed in a star shape to the central crankshaft.
Nachteilig bei einem derartigen Verbrennungsmotor ist, dass beispielsweise auf Grund von Reibungsverlusten der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors niedrig ist. Insbesondere bei der Umwandlung einer linearen Hin- und Herbewegung der Kolben in eine rotatorische Drehung mit Hilfe der Kurbelwelle entstehen Leistungsverluste.A disadvantage of such an internal combustion engine is that, for example due to friction losses, the efficiency of the internal combustion engine is low. In particular, in the conversion of a linear reciprocating motion of the piston in a rotary rotation by means of the crankshaft results in power losses.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Verbrennungsmotor zu schaffen, mit dem der Wirkungsgrad verbessert werden kann.The invention is based on the object to provide an internal combustion engine with which the efficiency can be improved.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 und des Anspruchs 2.The object is achieved according to the invention by the features of claim 1 and claim 2.
Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor, der insbesondere zum Betrieb eines Stormerzeugers verwendet werden kann, weist mehrere Verbrennungseϊnrichtungen auf. Die Verbrennungseinrichtungen weisen jeweils einen als Zylinder ausgestalteten Zylinderabschnitt auf. In dem Zylinder(abschnitt) ist ein Kolben geführt. Erfindungsgemäß sind die Verbrennungseinrichtungen im Wesentlichen entlang einer Kreislinie angeordnet und jeweils miteinander verbunden. Hierzu ist bei jeweils benachbarten Verbrennungseinrichtungen der Kolben der einen Verbrennungseinrichtung mit dem Zylinder bzw. Zylinderabschnitt der anderen Verbrennungseinrichtung verbunden. Die Verbindung der benachbarten Verbrennungseinrichtungen erfolgt insbesondere gelenkig, beispielsweise mit Hilfe einer Gelenkwelle, so dass eine sich durch Hin- und Herbewegung des Kolbens ggf. ergebene veränderte Winkelstellung zueinander ausgeglichen werden kann. Eine ggf. vorgesehene Kolbenstange ist. ebenfalls vorzugsweise gelenkig mit dem Kolben verbunden. Durch die kreisförmige bzw. ringförmige Anordnung der Verbrennungseinrichtungen wird erreicht, dass eine Auf- und Ab-Bewegung des Kolbens einen Beitrag zu einer rotatorischen Bewegung leistet. Eine radiale Kraftrichtung kann hierbei vermieden werden. Dadurch ist es nicht erforderlich, eine Linearbewegung mit Hilfe einer Kurbelwelle in eine Drehbewegung umzuwandeln, so dass die Kurbelwelle eingespart werden kann., Die bewegte Masse kann dadurch reduziert werden, so dass der Wirkungsgrad verbessert ist.The internal combustion engine according to the invention, which can be used in particular for the operation of a Storm generator, has a plurality of combustion devices. The combustion devices each have a cylinder section designed as a cylinder. In the cylinder (section) a piston is guided. According to the invention, the combustion devices are arranged essentially along a circular line and connected to one another in each case. For this purpose, in each adjacent combustion devices, the piston of a combustion device is connected to the cylinder or cylinder section of the other combustion device. The connection of the adjacent combustion devices takes place, in particular, in an articulated manner, for example with the aid of a propeller shaft, so that a changed angular position, which may arise as a result of reciprocation of the piston, can be compensated for one another. An optionally provided piston rod is. also preferably hingedly connected to the piston. The circular or annular arrangement of the combustion devices ensures that an up and down movement of the piston makes a contribution to a rotational movement. A radial force direction can be avoided. As a result, it is not necessary to convert a linear movement by means of a crankshaft into a rotational movement, so that the crankshaft can be saved. The moving mass can thereby be reduced, so that the efficiency is improved.
In einer unabhängigen Erfindung wird auch die mechanische Verbindung des Kolbens mit dem Zylinder eingespart. Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor weist in diesem Fall ebenfalls mehrere Kolben auf, die jeweils in einem Zylinderabschnitt geführt sind, wodurch eine Verbrennungseinrichtung ausgebildet wird. Diese Verbrennungseinrichtungen sind ebenfalls im Wesentlichen entlang einer Kreislinie angeordnet. Erfindungsgemäß erfolgt die Kraftübertragung jeweils benachbarter Verbrennungseinrichtungen im Wesentlichen in Richtung der Kreislinie kraftschlüssig. Die Verbindung der jeweils benachbarten Verbrennungseinrichtungen erfolgt also kraftschlüssig und nicht durch eine mechanisch starre Kopplung. Es ist also möglich, dass bei zwei zueinander benachbarten Verbrennungseϊnrichtungen die eine Verbrennungseinrichtung in tangentialer Richtung oder in Umfangsrichtung der Kreislinie eine Kraft auf die andere Verbrennungseϊnrichtung ausüben kann. Die Kraftübertragung erfolgt insbesondere über das in der Verbrennungseinrichtung eingeschlossene Medium. Beispielsweise komprimiert ein erster Kolben einer ersten Verbrennungseinrichtung das in der ersten Verbrennungseinrichtung eingeschlossene Medium. Insbesondere im nachfolgenden Expansionstakt wird ein innerhalb der Verbrennungseinrichtung geführter zweiter Kolben oder zweiter Zylinderabschnitt einer zweiten Verbrennungseinrichtung über das sich expandierende Medium in Bewegung versetzt, so dass eine kraftschlüssige Kraftübertragung erreicht wird. Vorzugsweise bilden zumindest ein Teil der Zylinderabschnitte einen kreisrringförmig ausgestalteten Ringzyünder aus, in dem die Kolben einzeln geführt sind. Die Kolben können mit Hilfe einer Sperrvorrichtung, insbesondere einer elektromagnetischen Arretiervorrichtung, innerhalb eines Zylinderabschnittes festgehalten werden. Somit ist es beispielsweise möglich, die Kolben aus einem ferromagnetisch legierten Material, das insbesondere bei hohen Temperaturen von größer ca. 500° C eine Magnetisierung beibehält, herzustellen und mit Hilfe einer außerhalb des Ringzylinders angeordneten Elektrospule den Kolben zu einem definierten Zeitpunkt und/ oder an einem definierten Ort zu arretieren, d. h. kurzzeitig mit dem Ringzylinder zu verbinden. Dadurch ist es möglich, die Kolben ohne Kolbenstange bzw. Pleuel in dem Ringzylinder zu fuhren und gleichzeitig eine genaue Taktung des Verbrennungsmotors zu gewährleisten. Vorzugsweise weisen die Kolben zur Ableitung der mechanischen Energie eine durch den Ringzylϊnder hindurch verlaufende mechanische Verbindung auf, bei der es sich beispielsweise um einen ringförmigen Abschnitt des Ringzylinders handelt, der zwischen zwei Ringzylinderschalen beweglich geführt ist. Insbesondere weist der Ringzylinder zwei dieser ringförmigen Ringzylinderabschnitte auf, so dass die Kolben jeweils alternierend mit dem einem oder dem anderen Ringzylinderabschnitt verbunden werden können.In an independent invention, the mechanical connection of the piston with the cylinder is saved. The internal combustion engine according to the invention also has in this case a plurality of pistons which are each guided in a cylinder section, whereby a combustion device is formed. These combustion devices are also arranged substantially along a circular line. According to the invention, the power transmission of respectively adjacent combustion devices takes place in a force-locking manner essentially in the direction of the circular line. The connection of the respectively adjacent combustion devices is thus non-positively and not by a mechanically rigid coupling. It is therefore possible that, in the case of two mutually adjacent combustion directions, one combustion device can exert a force on the other combustion direction in the tangential direction or in the circumferential direction of the circular line. The power transmission takes place in particular via the medium enclosed in the combustion device. For example, a first piston of a first combustion device compresses the medium enclosed in the first combustion device. In particular in the subsequent expansion stroke, a second piston or second cylinder section of a second combustion device guided inside the combustion device is set in motion via the expanding medium, so that a non-positive force transmission is achieved. Preferably, at least a part of the cylinder sections form a ring-shaped circular cyclone in which the pistons are guided individually. The pistons can be held within a cylinder section by means of a locking device, in particular an electromagnetic locking device. Thus, it is possible, for example, the pistons made of a ferromagnetic alloy material, which maintains a magnetization especially at high temperatures greater than about 500 ° C, and with the help of an arranged outside the annular cylinder electric coil, the piston at a defined time and / or To lock a defined location, ie to connect briefly with the ring cylinder. This makes it possible to drive the piston without piston rod or connecting rod in the annular cylinder while ensuring accurate timing of the engine. Preferably, the pistons for dissipating the mechanical energy to a running through the Ringzylϊnder passing mechanical connection, which is, for example, an annular portion of the annular cylinder, which is movably guided between two annular cylinder shells. In particular, the annular cylinder has two of these annular annular cylinder sections, so that the pistons can each be connected alternately to one or the other annular cylinder section.
Zur Ableitung der mechanischen Energie, die von den Verbrennungseinrichtungen zur Verfügung gestellt wird, ist bei beiden unabhängigen Erfindungen vorzugsweise mindestens ein z. B. als separater Zylinder oder Ringzylinder ausgestalteter erster Zylϊnderabschnitt mit einer ersten Basis verbunden und mindestens ein z. B. als separater Zylinder oder Ringzylinderabschnitt ausgestalteter zweiter Zylinderabschnϊtt mit einer zweiten Basis verbunden. Hierbei ist insbesondere die erste Basis und/ oder die zweite Basis als Abtriebselement ausgestaltet, um die durch die Verbrennungseinrϊchtungen des Verbrennungsmotors bereitgestellte Drehbewegung, beispielsweise zum Betrieb eines Stromerzeugers, abzuleiten. Bei dem zweiten Zylinderabschnitt handelt es sich vorzugsweise um einen Zylinder(abschnϊtt), der in einer ungeraden Anzahl von Zylϊnderabschnitten zu dem ersten Zylϊnder(abschnϊtt) entfernt angeordnet ist. Die Verbindung mit der zweiten Basis erfolgt also in Bezug zur Verbindung mit der ersten Basis in einer Entfernung von ein und/ oder drei und/ oder fünf usw. Zylinderabschnitten bzw. Zylindern. Besonders bevorzugt sind die Zylinderabschnitte alternierend mit der ersten Basis oder der zweiten Basis verbunden, so dass die Zylinderabschnitte der entlang der Kreislinie angeordneten Verbrennungseinrichtungen abwechselnd mit der ersten Basis oder der zweiten Basis verbunden sind. Die Verbindung erfolgt insbesondere über die Gelenkwelle einer ggf. vorgesehenen Gelenkverbindung zwischen zwei benachbarten Verbrennungscinrϊchtungen.To derive the mechanical energy provided by the combustion devices, at least one z. B. configured as a separate cylinder or ring cylinder first Zylϊnderabschnitt connected to a first base and at least one z. B. as a separate cylinder or annular cylinder section ausgestalteter second Zylinderabschnϊtt connected to a second base. In this case, in particular the first base and / or the second base is designed as an output element in order to derive the rotational movement provided by the combustion devices of the internal combustion engine, for example for the operation of a power generator. The second cylinder section is preferably one Cylinder (section), which is located in an odd number of Zylϊnderabschnitten to the first Zylϊnder (abschnϊtt) away. The connection to the second base is thus made in relation to the connection to the first base at a distance of one and / or three and / or five, etc. cylinders or cylinders. Particularly preferably, the cylinder sections are connected alternately to the first base or the second base, so that the cylinder sections of the combustion devices arranged along the circular line are alternately connected to the first base or the second base. The connection takes place in particular via the propeller shaft of a possibly provided articulated connection between two adjacent combustion devices.
Beispielsweise wenn die erste Basis stationär festgehalten wird, wird ein im ersten Zylinderabschnitt geführter erster Kolben relativ zum ersten Zylinderabschnitt bewegt, so dass auf Grund der Verbindung des ersten Kolbens mit einem beispielsweise benachbarten zweiten Zylϊnderabschnitt auch der zweite Zylinderabschnitt eine Relativbewegung zum ersten Zylinderabschnitt ausführt. Da der zweite Zylinderabschnitt mit der zweiten Basis verbunden ist, erfolgt eine Relativbewegung der zweiten Basis zur ersten Basis. Auf Grund der kreisförmigen Anordnung der Verbrennungseinrichtungen handelt es sich bei der Relativbewegung um eine Drehbewegung, die von einer mit dem Verbrennungsmotor über die zweite Basis verbundenen Einrichtung genutzt werden kann, so dass die zweite Basis als Abtriebselement zum Ableiten der mechanischen Energie ausgestaltet ist.For example, if the first base is held stationary, a first piston guided in the first cylinder portion is moved relative to the first cylinder portion, so that due to the connection of the first piston with an example adjacent second Zylϊnderabschnitt and the second cylinder portion performs a relative movement to the first cylinder portion. Since the second cylinder portion is connected to the second base, there is a relative movement of the second base to the first base. Due to the circular arrangement of the combustion devices, the relative movement is a rotational movement that can be used by a device connected to the internal combustion engine via the second base, so that the second base is configured as an output element for dissipating the mechanical energy.
Besonders bevorzugt ist sowohl die erste Basis als auch die zweite Basis vorzugsweise abwechselnd als Abtriebselement ausgestaltet. Beispielsweise wird die erste Basis bis der erste Kolben seinen unteren oder oberen Totpunkt erreicht hat festgehalten, so dass die zweite Basis bewogt wird., Anschließend wird die zweite Basis bis der erste Kolben seinen nachfolgenden unteren oder oberen Totpunkt erreicht hat festgehalten, so dass sich die erste Basis in die selbe Richtung dreht, wie zuvor die zweite Basis. Dadurch kann als Abtrieb eine Drehbewegung In genau eine Drehrichtung ermöglicht werden.Particularly preferably, both the first base and the second base are preferably designed alternately as an output element. For example, the first base is held until the first piston has reached its bottom or top dead center, so that the second base is moved. Subsequently, the second base is held until the first piston has reached its subsequent bottom or top dead center, so that the first base in the same direction turns, as before the second base. As a result, a rotation in exactly one direction of rotation can be made possible as a downforce.
Der Verbrennungsmotor weist vorzugsweise eine Sperrvorrichtung auf, die eine Bewegung der Zylinderabschnϊtte in eine bestimmte Drehrichtung verhindert, so dass eine Drehbewegung insbesondere der ersten Basis und/ oder der zweiten Basis in genau eine Drehrichtung gewährleistet ist. Vorzugsweise weist die erste Basis und/ oder die zweite Basis eine Rastvorrichtung, elektromagnetische Arretiervorrichtung o. Ä., auf, die insbesondere einen einseitigen Freilauf aufweist., Dadurch kann eine Drehbewegung der ersten Basis und/ oder der zweiten Basis in eine bestimmte Drchrtchtung gesperrt werden, so dass nur eine Drehung in Richtung des Freilaufs der Rastvorrichtung ermöglicht wird. Die Rastvorrichtung muss nicht zwangsläufig ortsfest ausgeführt sein. Insbesondere ist es möglich, dass sowohl die erste Basis als auch die zweite Basis gleichzeitig in die selbe Richtung rotieren und vorzugsweise nur die zu dieser Rotation gegenläufigen Drehbewegungen der Basen, insbesondere mit Hilfe der Rastvorrϊchtung, gesperrt werden.,The internal combustion engine preferably has a blocking device which prevents a movement of the cylinder section in a specific direction of rotation, so that a rotational movement, in particular of the first base and / or the second base, is ensured in exactly one direction of rotation. Preferably, the first base and / or the second base on a locking device, electromagnetic locking device o. Ä. On., Which in particular has a one-sided freewheel., Thus, a rotational movement of the first base and / or the second base are locked in a certain Drchrtchtung , so that only a rotation in the direction of the freewheel of the locking device is made possible. The locking device does not necessarily have to be made stationary. In particular, it is possible for both the first base and the second base to rotate simultaneously in the same direction, and preferably only those rotational movements of the bases which are opposite to this rotation to be blocked, in particular with the aid of the latching device.
Die Sperrvorrichtung ist insbesondere bei einem mehrstufigen Verbrennungsmotor vorteilhaft, bei dem vorzugsweise ein zweiter Satz im Wesentlichen entlang einer Kreislinie angeordneter Verbrennungseinrichtungen vorgesehen ist. Der zweite Satz Verbrennungseinrichtungen ist insbesondere durch die erste Basis oder die zweite Basis mit dem ersten Satz Verbrennungseinrichtungen verbunden. Hierzu weist der zweite Satz Verbrennungseinrichtungen, beispielsweise selber ebenfalls eine erste Basis und eine zweite Basis auf, wobei z. B. die zweite Basis des zweiten Satzes Verbrennungseinrichtungen mit der ersten Basis des ersten Satzes Verbrennungseinrichtungen zusammenfallen kann. Dadurch können sich die Drehbewegungen der beiden Sätze Verbrennungseinrichtungen addieren, so dass sich die effektive Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors vervielfacht. Vorzugsweise sind die Sätze Verbrennungseinrichtungen asynchron zueinander getaktet, so dass die durch die insbesondere mehreren Sätze Verbrennungsmotoren erzeugte Drehbewegung vergleichmäßigt werden kann.The locking device is particularly advantageous in a multi-stage internal combustion engine, in which preferably a second set is provided substantially along a circular line arranged combustion devices. The second set of combustion devices is in particular connected to the first set of combustion devices by the first base or the second base. For this purpose, the second set of combustion devices, for example, itself also a first base and a second base, wherein z. For example, the second base of the second set of combustion devices may coincide with the first base of the first set of combustion devices. As a result, the rotational movements of the two sets of combustion devices can add up, so that the effective rotational speed of the internal combustion engine multiplies. Preferably, the sets are combustion devices Clocked asynchronously to each other, so that the rotational movement generated by the particular set of internal combustion engines can be made uniform.
Vorzugsweise sind die kreisförmig angeordneten Verbrennungseinrichtungen und/ oder die erste Basis und/ oder die zweite Basis um eine Drehachse drehbar angeordnet, die durch einen Mittelpunkt der kreisförmigen Anordnung der Verbrennungseinrichtungen verläuft. Die erste Basis und/ oder die zweite Basis sind insbesondere scheibenförmig, vorzugsweise ringförmig ausgebildet. Dadurch ist es möglich, das Gewicht der Verbrennungseinrichtungen und ggf. der Basen deutlich beabstandet von der Drehachse zu verteilen, so dass bei einem verhältnismäßig geringen Gesamtgewicht ein hohes Drehmoment erreicht wird. Dadurch ist eine Schwungscheibe für den Verbrennungsmotor nicht erforderlich.Preferably, the circularly arranged combustors and / or the first base and / or the second base are rotatably disposed about a rotation axis passing through a center of the circular arrangement of the combustors. The first base and / or the second base are in particular disc-shaped, preferably annular. This makes it possible to distribute the weight of the combustion devices and possibly the bases clearly spaced from the axis of rotation, so that a high torque is achieved at a relatively low total weight. As a result, a flywheel for the internal combustion engine is not required.
Besonders bevorzugt ist in radialer Richtung innerhalb der Kreislinie ein Strömungselement zum An- und/ oder Abtrieb angeordnet, das ggf. axial versetzt sein kann. Bei dem Antriebselement handelt es sich beispielsweise um einen Propeller, eine Schiffsschraube, eine Turbinenschaufel oder dgl.. Das Strömungselement ist direkt oder indirekt mit mindestens einem Zylinderabschnitt und/ oder einer Basis verbunden. Dadurch ist es möglich, dass ohne bewegliche Zwischenelemente ein direkter Antrieb durch den Verbrennungsmotor erreicht wird. Beispielsweise kann ein derartig weitergebildeter Verbrennungsmotor mit einer Antrϊebseϊnrichtung eines Flugzeugs verbunden sein bzw. die Antriebseinrichtung ausbilden.Particularly preferably, a flow element for input and / or output is arranged in the radial direction within the circular line, which may possibly be offset axially. The drive element is, for example, a propeller, a propeller, a turbine blade or the like. The flow element is connected directly or indirectly to at least one cylinder section and / or a base. This makes it possible that a direct drive is achieved by the internal combustion engine without moving intermediate elements. For example, such a further developed internal combustion engine can be connected to a drive-on device of an aircraft or form the drive device.
Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor wird vorzugsweise in einem Kraftwerk zur Stromerzeugung verwendet, in dem der Verbrennungsmotor beispielsweise eine als Generator betriebene elektrische Maschine antreibt. Die Spule(n) und/ oder der mindestens eine Dauermagnet der elektrischen Maschine sind mit dem Verbrennungsmotor insbesondere über die erste Basis oder die zweite Basis verbunden. Das Kraftwerk mit dem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor wird insbesondere für Transportmittel und für andere lokale netzunabhängige Stromerzeugungseinrichtungen verwendet, die mindestens eine elektrisch angetriebenen Antriebseinrichtung aufweisen, wie beispielsweise Kraftfahrzeuge, Motorbote, Flugzeuge usw.. Da das Kraftwerk mit dem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor ein geringes Eigengewicht aufweist, eignet sich das mit der Antriebseinrichtung verbundene Kraftwerk insbesondere für Kleinflugzeuge, Dadurch kann das Eigengewicht des Kleinflugzeugs reduziert werden, so dass die Nutzlast, beispielsweise zum Frachttransport, erhöht werden kann. Dadurch wird der Energiebedarf für eine bestimmte Menge Nutzlast reduziert, so dass der Wirkungsgrad des Transportmittels und insbesondere des Kleinflugzeugs verbessert ist.The internal combustion engine according to the invention is preferably used in a power plant for generating electricity, in which the internal combustion engine, for example, drives an electric machine operated as a generator. The coil (s) and / or the at least one permanent magnet of the electric machine are connected to the internal combustion engine in particular via the first base or the second base. The power plant with the internal combustion engine according to the invention is used in particular for means of transport and other local off-grid power generating devices having at least one electrically driven drive means, such as motor vehicles, motor boats, aircraft, etc .. Since the power plant with the internal combustion engine according to the invention has a low weight, is suitable the power plant connected to the drive device, in particular for small aircraft, thereby the weight of the small aircraft can be reduced, so that the payload, for example, for freight transport, can be increased. As a result, the energy consumption for a certain amount of payload is reduced, so that the efficiency of the means of transport and in particular the small aircraft is improved.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine schematϊsche Seitenansicht eines erfindungsgemäßenFig. 1 is a schematic side view of an inventive
Verbrennungsmotors,Combustion engine,
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie II-II aus Fig.Fig. 2 is a schematic sectional view taken along the line II-II of FIG.
1, Fig. 3 eine schematische Schnittansicht einer Rastvorrichtung,1, Fig. 3 is a schematic sectional view of a locking device,
Fig, 4 eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßenFig. 4 is a schematic side view of the invention
Verbrennungsmotors in einer alternativen Ausführungsform,Internal combustion engine in an alternative embodiment,
Fig. 5 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie VIII-VIII ausFig. 5 is a schematic sectional view taken along the line VIII-VIII
Fig. 4 und Fig. 6 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie IX aus Fig. 4.4 and 6 shows a schematic sectional view along the line IX from FIG. 4.
Bei dem in Fig.. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor 10 einen ersten Satz 12 Verbrennungseinrichtungen 14 und einen zweiten Satz 16 Verbrennungseinrichtungen 14 auf,. Jeweils zueinander benachbart angeordnete Verbrennungseϊnrichtungen 14 sind über eine Gelenkwelle 18 gelenkig miteinander verbunden. Die Verbrennungseinrichtungen 14 sind nacheinander abwechselnd über die Gelenkwellen 18 mit einer ersten Basis 20 und einer zweiten Basis 22 verbunden, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel die zweite Basis 22 des ersten Satzes 12 mit der ersten Basis 20 des zweiten Satzes 16 verbunden ist. Bei der zweiten Basis 22 des ersten Satzes 12 und der ersten Basis 20 des zweiten Satzes 16 kann es sich jedoch auch um das selbe Bauteil handeln.In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1, the internal combustion engine 10 according to the invention has a first set of combustion devices 14 and a second set of combustion devices. Respectively adjacent Verbrennungsseϊnrichtungen 14 are hingedly connected to each other via a propeller shaft 18. The combustion devices 14 are successively alternately connected via the propeller shafts 18 to a first base 20 and a second base 22, wherein in the illustrated embodiment, the second base 22 of the first set 12 is connected to the first base 20 of the second set 16. However, the second base 22 of the first set 12 and the first base 20 of the second set 16 may also be the same component.
Die Verbrennungseinrichtungen 14 sind entlang einer Kreislinie 24 angeordnet (Fig. 2). Mit der ersten Basis 20 ist ein erster Zylinderabschnitt 26 verbunden, in dem ein erster Kolben 28 geführt ist. Der erste Zylinderabschnitt 26 ist mit einem zweiten Kolben 30, der in einem zweiten Zylinderabschnitt 32 geführt ist, verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Zylinderabschnitte 26, 32 als einseitig offene, topfförmige Zylinder ausgestaltet, wie sie beispielsweise aus dem Automobilbau bekannt sind. Über die Gelenkwelle 18 ist der erste Zylinderabschnitt 26 und der zweite Kolben 30 mit der ersten Basis 20 verbunden- Der zweite Zylinderabschnitt 32 ist mit dem ersten Kolben 28 einer weiteren Verbrennungseinrichtung 14 verbunden, so dass der zweite Zylinderabschnitt 32 und der erste Kolben 28 über die Gelenkwelle 18 mit der zweiten Basis 22 verbunden sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Verbrennungsmotor 10 um einen 2-Taktmotor oder 4-Taktmotor, d. h. der erste Kolben 28 erfährt in dem ersten Zylinderabschnitt 26 eine Ansaug- bzw. Expansionsbewegung. Entsprechend erfährt der zweite Kolben 30 in dem zweiten Zylinderabschnitt 32 eine Kompressions- bzw. Ausstoßbewegung. Auf Grund der Verbindung benachbarter Verbrennungseinrichtungen 14 führt die Expansionsbewegung des ersten Kolbens 28 dazu, dass der zweite Zylinderabschnitt 32 auf den zweiten Kolben 30 zu bewegt wird. In dem Fall, dass die zweite Basis 22 stationär ist, wird nicht der zweite Kolben 30, sondern der zweite Zylinderabschnitt 32 bewegt.The combustion devices 14 are arranged along a circular line 24 (FIG. 2). To the first base 20, a first cylinder portion 26 is connected, in which a first piston 28 is guided. The first cylinder section 26 is connected to a second piston 30, which is guided in a second cylinder section 32. In the illustrated embodiment, the cylinder sections 26, 32 configured as a cup-shaped open on one side, as they are known for example from the automotive industry. The first cylinder section 26 and the second piston 30 are connected to the first base 20 via the propeller shaft 18. The second cylinder section 32 is connected to the first piston 28 of a further combustion device 14, so that the second cylinder section 32 and the first piston 28 are connected via the first cylinder 28 PTO shaft 18 are connected to the second base 22. In the illustrated embodiment, the internal combustion engine 10 is a 2-stroke engine or 4-stroke engine, ie, the first piston 28 experiences an intake or expansion movement in the first cylinder section 26. Accordingly, the second piston 30 undergoes a compression or ejection movement in the second cylinder portion 32. Because of the connection adjacent combustion devices 14 causes the expansion movement of the first piston 28 to move the second cylinder section 32 towards the second piston 30. In the case where the second base 22 is stationary, not the second piston 30 but the second cylinder portion 32 is moved.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Basis 20 scheibenförmig ausgestaltet und weist eine Mittelöffnung 34 auf, die einen Mittelpunkt 36 der kreisförmigen Anordnung der Verbrennungseinrϊchtung 14 aufweist. Die Mittelöffnung 34 kann zur Aufnahme einer Antriebs- oder Abtriebswelle dienen. Ferner können durch die Mittelöffnung 34 Kraftstoffleitungen 38 sowie Abgasleitungen 40 geführt sein. Vorzugsweise sind die Kraftstoffleitungen 38 und die Abgasleitungen 40 über eine Drehkupplung, z. B. eine drehbare Muffe mit einem Radialwellendϊchtring, angeschlossen, so dass eine Verdrillung der Kraftstoffleitungen 38 und der Abgasleitungen 40 vermieden ist. Ferner kann ein Kraftstofftank vorzugsweise zwischen den Verbrennungseinrichtungen 14 und der Mittelöffnung 34 angeordnet sein, so dass die Fliehkraft beim Betrieb des Verbrennungsmotors 10 einen Teil des Förderdrucks der Kraftstoffversorgung ausmacht.In the illustrated embodiment, the first base 20 is disk-shaped and has a central opening 34, which has a center 36 of the circular arrangement of the Verbrennungsseinrϊchtung 14. The central opening 34 can serve to receive a drive or output shaft. Further, through the central opening 34 fuel lines 38 and exhaust pipes 40 may be performed. Preferably, the fuel lines 38 and the exhaust pipes 40 via a rotary joint, for. As a rotatable sleeve with a Radialwellendϊchtring, connected, so that a twist of the fuel lines 38 and the exhaust pipes 40 is avoided. Further, a fuel tank may preferably be disposed between the combustion devices 14 and the central opening 34 so that the centrifugal force during operation of the internal combustion engine 10 constitutes part of the delivery pressure of the fuel supply.
Beispielsweise mit der ersten Basis 20 bzw. der zweiten Basis 22 kann ggf. über ein Verbindungsstück 50 eine Rastvorrichtung 66 verbunden sein (Fig, 3). Ebenso sind andere Ausführungsformen, z.B. als Freilauf möglich. Hierzu weist das Verbindungsstück 50 beispielsweise einen sägezahnförmigen Zahnkranz 68 auf, der mit einem gegenläufig orientierten sägezahnförmigen Rastelement 70 zusammenwirken kann. Das Rastelement 70 ist beispielsweise mit Hilfe von Federn 72 federnd in einem Gehäuse 74 geführt. Bei einer Bewegung des Verbindungsstücks 50 in Richtung eines Pfeils 76 gleiten Flanken 78 des Zahnkranzes 68 auf Flanken 80 des Rastelementes 70 ab, so dass das Rastelement 70 in Richtung eines Pfeils 82 nachgeben kann. Dadurch wird eine ungehemmte Bewegung des Verbindungsstücks 50 in Richtung des Pfeils 76 gewährleistet. In dem Fall, dass auf das Verbindungsstück 50 eine Kraft wirkt, die eine Bewegung entgegen des Pfeils 76 verursachen würde, liegen Anlageflächen 84 des Zahnkranzes 68 an Anschlagflächen 86 des Rastelementes 70 an. Eine Bewegung des Rastelementes 70 in Richtung des Pfeils 82 unterbleibt, so dass eine Bewegung des Verbindungsstücks 50 entgegen des Pfeils 76 verhindert wird. Es können auch mehrere Rastvorrichtungen 66 vorgesehen sein, die jeweils mit der ersten Basis 20 und/ oder der zweiten Basis 22 zusammenwirken, um genau eine Drehrichtung zu gewährleisten.For example, with the first base 20 and the second base 22 may optionally be connected via a connecting piece 50, a latching device 66 (Fig, 3). Likewise, other embodiments, for example as a freewheel are possible. For this purpose, the connecting piece 50, for example, a sawtooth ring gear 68, which can cooperate with a counter-oriented sawtooth-shaped locking element 70. The latching element 70 is resiliently guided in a housing 74, for example by means of springs 72. During a movement of the connecting piece 50 in the direction of an arrow 76, flanks 78 of the toothed ring 68 slide on flanks 80 of the latching element 70, so that the latching element 70 can yield in the direction of an arrow 82. This ensures an unrestrained movement of the connecting piece 50 in the direction of the arrow 76. In the case that on the connector 50 a Force acts, which would cause a movement opposite to the arrow 76, contact surfaces 84 of the ring gear 68 abut stop surfaces 86 of the locking element 70. A movement of the locking element 70 in the direction of the arrow 82 is omitted, so that a movement of the connecting piece 50 against the arrow 76 is prevented. It can also be provided a plurality of locking devices 66, which cooperate with the first base 20 and / or the second base 22, respectively, to ensure exactly one direction of rotation.
Mit Hilfe der Rastvorrichtung 66 ist sichergestellt, dass die erste Basis 20 bzw. die zweite Basis 22 nur in genau eine Richtung dreht„ Da die erste Basis 20 des zweiten Satzes 16 über das Verbindungsstück 50 drehfest mit der zweiten Basis 22 des ersten Satzes 12 verbunden sein kann, kann der zweite Satz 16 schneller als der erste Satz 12 drehen.With the aid of the latching device 66, it is ensured that the first base 20 or the second base 22 only rotates in exactly one direction. As the first base 20 of the second set 16 is connected in a rotationally fixed manner to the second base 22 of the first set 12 via the connecting piece 50 The second set 16 may rotate faster than the first set 12.
Um die Drehung des Verbindungsstücks 50 zu vergleichmäßigen, ist der Taktzyklus des zweiten Satzes 16 der Verbrennungseinrichturigen 14 zu dem Taktzyklus des ersten Satzes 12 um einen haiben Takt verschoben. Der Satz 12, 16 der Verbrennungseinrichtungen 14 kann vier, insbesondere acht, vorzugsweise zwölf und besonders bevorzugt sechzehn Verbrennungseinrichtungen 14 aufweisen.To even out the rotation of the connector 50, the clock cycle of the second set 16 of the combustor 14 is shifted by one clock at the clock cycle of the first set 12. The set 12, 16 of the combustion devices 14 may have four, in particular eight, preferably twelve and more preferably sixteen combustion devices 14.
In einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors 10 sind die ersten Kolben 28 und die zweiten Kolben 30 ohne Kolbenstange innerhalb eines kreisringförmig ausgestalteten Ringzylinders 88 angeordnet (Fig. 4). Die ersten Kolben 28 sind über ein erstes Verbindungselement 90 durch den Ringzytinder 88 hindurch mit der ersten Basis 20 verbunden. Entsprechend sind die zweiten Kolben 30 über ein zweites Verbindungselement 92 mit der zweiten Basis 22 verbunden.In an alternative embodiment of the internal combustion engine 10 according to the invention, the first pistons 28 and the second pistons 30 are arranged without a piston rod within a ring-shaped annular cylinder 88 (FIG. 4). The first pistons 28 are connected to the first base 20 through the ring cycler 88 via a first connector 90. Correspondingly, the second pistons 30 are connected to the second base 22 via a second connecting element 92.
Um eine Expansion bzw. Kompression einzelner Verbrennungsräume 94 zu ermöglichen, werden mit Hilfe der von Elektrospulen 96 erzeugten Magnetkräfte jeweils die ersten Kolben 28 festgehalten und die zweiten Kolben 30 beweglich gehalten bzw. umgekehrt (Fig. 5). Dadurch ist es möglich, von einem Verbrennungsraum 94 in Richtung der Kreislinie 24 über einen der Kolben 28, 30 eine Kraft auf einen benachbarten Verbrennungsraum 94 auszuüben und einen Teil dieser Kraft über die erste Basis 20 bzw. die zweite Basis 22 abzuleiten. Um genau eine Drehrichtung zu gewährleisten, kann, wie vorstehend beschrieben, die erste Basis 20 und/ oder die zweite Basis 22 mit einer Sperrvorrichtung, wie beispielsweise einer Rastvorrichtung 66 oder einer elektromagnetischen Arretiervorrichtung zusammenwirken. Da in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die ersten Zylinderabschnitte 26 und die zweiten Zylinderabschnitte 32 ineinander übergehen, können besonders viele Verbrennungseinrichtungen 14 hintereinander angeordnet werden, so dass verhältnismäßig wenig Bauraum erforderlich ist, um eine bestimmte Leistung bereitzustellen.In order to allow expansion or compression of individual combustion chambers 94 are generated by means of the electric coils 96 Magnetic forces each held the first piston 28 and the second piston 30 is movably held or vice versa (Fig. 5). This makes it possible to exert a force on an adjacent combustion chamber 94 from a combustion chamber 94 in the direction of the circular line 24 via one of the pistons 28, 30 and to divert a portion of this force via the first base 20 and the second base 22, respectively. In order to ensure exactly one direction of rotation, as described above, the first base 20 and / or the second base 22 may cooperate with a locking device, such as a detent device 66 or an electromagnetic locking device. Since in the illustrated embodiment, the first cylinder sections 26 and the second cylinder sections 32 merge into each other, a particularly large number of combustion devices 14 can be arranged one behind the other, so that relatively little installation space is required to provide a specific power.
Der Ringzylinder 88 weist insbesondere zwei streifenförmige Ringzylinderabschnϊtte 98 auf, die zwischen zwei Ringzylinderschalen 100, 102 angeordnet sind, zwischen denen die Ringzylinderabschnitte 98 geführt sind (Fig. 6). Die Ringzylinderabschnitte 98 können auch gleichzeitig die erste Basis 20 bzw. die zweite Basis 22 sein. The ring cylinder 88 has in particular two strip-shaped Ringzylinderabschnϊtte 98, which are arranged between two annular cylindrical shells 100, 102, between which the annular cylinder sections 98 are guided (Fig. 6). The ring cylinder sections 98 may also be the first base 20 and the second base 22 simultaneously.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verbrennungsmotor insbesondere zum Betrieb eines Stormerzcugers (42), mit1. internal combustion engine, in particular for the operation of a Stormerzcugers (42), with
mehreren Verbrennungseinrichtungen (14), die jeweils einen Zylinder ausbildenden Zylϊndcrabschnitt (26, 32) und einen im Zylinderabschnitt (26, 32) geführten Kolben (28, 30) aufweisen,a plurality of combustion devices (14) each having a cylinder-forming cylinder section (26, 32) and a piston (28, 30) guided in the cylinder section (26, 32),
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
die Verbrennungseinrichtungen (14) im Wesentlichen entlang einer Kreislinie (24) angeordnet sind und jeweils bei benachbarten Verbrennungseinrichtungen (14) der Kolben (28, 30) der einen Verbrennungseinrichtung (14) mit dem Zylinderabschnitt (32, 26) der anderen Verbrennungseinrichtung (14) verbunden ist.the combustion devices (14) are arranged substantially along a circular line (24) and in each case adjacent combustion devices (14) of the pistons (28, 30) of the one combustion device (14) with the cylinder section (32, 26) of the other combustion device (14) connected is.
2. Verbrennungsmotor insbesondere zum Betrieb eines Stromerzeugers (42), mit2. Internal combustion engine, in particular for the operation of a power generator (42), with
mehreren Kolben (28, 30), die jeweils in einem Zylinderabschnitt (26, 32) geführt sind, um jeweils eine Verbrennungseinrichtung (14) auszubilden,a plurality of pistons (28, 30) each guided in a cylinder portion (26, 32) for forming a combustion device (14), respectively;
wobei die Verbrennungseinrichtungen (14) im Wesentlichen entlang einer Kreislinie (24) angeordnet sind,wherein the combustion devices (14) are arranged substantially along a circular line (24),
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
jeweils benachbarte Verbrennungseinrichtungen (14) im Wesentlichen in Richtung der Kreislinie (24) zur Kraftübertragung kraftschlüssig verbindbar sind. each adjacent combustion devices (14) are substantially non-positively connected in the direction of the circular line (24) for transmitting power.
3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der mehreren Zylinderabschnitte (26, 32) einen kreisrϊngförmigen Ringzylinder ausbilden, in dem die Kolben (28, 30) jeweils einzeln geführt sind und über eine Sperreinrichtung, insbesondere eine elektromagnetische Arretϊervorrichtung, innerhalb des Rϊngzylinders bewegungsfest haltbar sind.3. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that at least a part of the plurality of cylinder sections (26, 32) form a kreisrϊngförmigen annular cylinder in which the pistons (28, 30) are each guided individually and via a locking device, in particular an electromagnetic Arretϊervorrichtung, within the Rϊngzylinders are resistant to movement.
4.. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erster Zylinderabschnitt (26) mit einer ersten Basis (20) und mindestens ein zweiter Zylinderabschnitt (32), mit einer zweiten Basis (22) insbesondere alternierend verbunden sind, wobei insbesondere die erste Basis (20) und/ oder die zweite Basis (22) als Abtriebselement zum Ableiten mechanischer Energie ausgestaltet ist.4 .. Internal combustion engine according to any one of claims 1-3, characterized in that at least one first cylinder portion (26) having a first base (20) and at least a second cylinder portion (32), in particular alternately connected to a second base (22) , wherein in particular the first base (20) and / or the second base (22) is designed as an output element for dissipating mechanical energy.
5. Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Basis (20) und/ oder die zweite Basis (22) mit einer Sperrvorrichtung, insbesondere einer einen einseitigen Freilauf aufweisenden Rastvorrichtung (66), verbunden ist,5. Internal combustion engine according to claim 4, characterized in that the first base (20) and / or the second base (22) with a locking device, in particular a one-sided freewheel having locking device (66) is connected,
6. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass in radialer Richtung innerhalb der Kreislinie (24) ein direkt oder indirekt mit mindestens einem Zylinderabschnitt (26, 32) und/ oder einer Basis (20, 22) verbundenes Strömungselement, insbesondere ein Propeller, angeordnet ist.6. internal combustion engine according to any one of claims 1-5, characterized in that in the radial direction within the circular line (24) directly or indirectly with at least one cylinder section (26, 32) and / or a base (20, 22) connected flow element, in particular a propeller is arranged.
7. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die kreisförmig angeordneten Verbrennungseinrichtungen (14) und/ oder die Basen (20, 22) um eine durch einen Mittelpunkt (36) der kreisförmigen Anordnung der Verbrennungseϊnrichtungen (14) verlaufenden Drehachse drehbar angeordnet sind.7. An internal combustion engine according to any one of claims 1-6, characterized in that the circularly arranged combustion means (14) and / or the bases (20, 22) about a through a center (36) of the circular arrangement of Verbrennungsseϊnrichtungen (14) extending axis of rotation are arranged rotatably.
8. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 - 7, gekennzeichnet durch einen zweiten Satz (16) im Wesentlichen entlang einer Kreislinie (24) angeordneter Verbrennungseinrichtungen (14), die insbesondere durch die erste Basis (20) oder die zweite Basis (22) mit dem ersten Satz (12) Verbrennungseinrichtungen (14) verbunden ist.8. Internal combustion engine according to any one of claims 1-7, characterized by a second set (16) substantially along a circular line (24) arranged combustion devices (14), in particular by the first base (20) or the second base (22) the first set (12) combustion devices (14) is connected.
9. Kraftwerk zur Stromerzeugung, mit9. power plant for power generation, with
einem Verbrennungsmotor (10) nach einem der Ansprüche 1 - 8 undan internal combustion engine (10) according to any one of claims 1-8 and
einer mit dem Verbrennungsmotor (10) verbundenen elektrischen Maschine,an electric machine connected to the internal combustion engine (10),
10. Transportmittel, insbesondere Kleinflugzeug, mit10. means of transport, especially small aircraft, with
mindestens einer elektrisch angetriebenen Antriebseϊnrichtung undat least one electrically driven Antriebseϊnrichtung and
einem mit der Antriebseinrichtung verbundenen Kraftwerk (54) nach Anspruch 9 und/ odera connected to the drive means power plant (54) according to claim 9 and / or
einem Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 - 8. An internal combustion engine according to any one of claims 1-8.
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