Innenacbsiger Rotationskolben-Brcnnkraftinotor
Die Erfindung bezieht sich auf einen innenachsigen Rotationskolben-Brennkraftmotor, bei dem aussenmit- tig im Gehäuseraum ein zylindrischer Kolbenfüh.rungs- ring um seine gehäusefeste Mittelachse drehbar gelagert und angetrieben ist, der mit diesem Raum einen in einem Gas.auslass endenden Expansionsraum bildet und in dem höchstens zwei um mehr als 90" zueinander versetzte Kolben in je einem Zylinder verschiebbar an einer zum Kolbenführungsring exzentrischen Drehachse angelenkt und mit Mitteln versehen sind, die bei Drehung des.
Führungsrings und der dabei in diesem hin- und hergehenden Kolben diese fortlaufend in Dichtverbindung mit der Gehäusewandung des Expan sionsraums halten, wobei den Zylindern in einem dem Expansionsraum und einer Zündstelle in Drehrichtung des Führungsrings vorausgehenden Bereich der Gehäuseumfangswandung durch Zuführorgane Verbrennungs- luft und Brennstoff zuführbar sind und zu deren Aufnahme nach dem Verdichtungshub jedes Kolbens zwischen diesem und der Gehäusewandung ein Kompres sion & aum frei gelassen ist;
der Mantel des Gehäuseraums besitzt einen konzentrisch zur Umfangsfläche des Kolbenführungsrings verlaufenden ersten Wandteil, der den Einlasskanal für die Verbrennungsluft und den Brennstoff aufweist, und einen zweiten Wandteil, der exzentrisch zu dieser Umfangsfläche verläuft und an dessen Ende den Gasauslasskanal aufweist, wobei beide Wandteile sich je über einen Bereich von etwa 1800 erstrecken.
Durch diese Anordnung eines gehäusefest um seine Mittelachse drehbaren Kolbenführungsrings unterscheidet sich der erfindungsgemässe Motor in Einfachheit seiner Bauart unvergleichbar von dem sogenannten Wankelmotor mit einem exzentrisch zur Gehäusemittelachse umlaufenden Kreiskolben und mit drei Arbeitsräumen.
Eine derartige Rotationskolben-Brennkraftma- schine ist aus der deutschen Patentschrift 843 183 bekannt. Hierbei erstrecken sich die beiden Wandteile des Mantels jeweils über einen Bereich von etwa 1800.
Dabei ist aber zu beachten, dass der Auslasskanal einen Bogenbereich von etwa 530 einnimmt und auch der Einlasskanal sich über einen beträchtlichen Bogenbereich erstreckt. In den beiden Bereichen ist nur noch je ein schmaler gehäusefester Führungsring an beiden Rändern des Wandteils in Anlage mit dem Kolbenfüh rungsring, so dass der Bogenbereich des Auslasskanales für die Ausnützung der Leistung des bei Beginn dieses Kanals noch nicht vollständig expandierten Ver brennungsgases. nicht in Betracht kommt. Von dem dem Auslasskanal in.
Drehrichtung vorausgehenden Wandteil bleibt daher nur noch ein Bereich von etwa 127 Bogenlänge, der den Arbeitsraum bildet, der aber bei genügender Verdichtung des Brennstoff-Gasgemisches einen auch nur einigermassen befriedigenden Wirkungsgrad nicht zu erreichen erlaubt, weil das verbrannte Gas nicht genügend expandieren kann und noch mit zu hohem Druck in den Ausiasskanal gelangt.
Die aus vorstehenden Gründen schädliche, nämlich übergrosse Bemessung des Auslasskanals ist in der deutschen Patentschrift 843 183 ausdrücklich vorgesehen.
Durch die französische Patentschrift 1 315 555 ist gleichfalls eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art beschrieben. Hierbei erstreckt sich der zur äusseren Umfangsfläche des Kolbenführungsrings konzentrische Wandteil über etwa 2900 und demgemäss der exzentrisch zur äusseren Umfangsfläche des Kolbenführungsrings verlaufende Wandteil, in dem der Auslasskanal angeordnet ist, nur über etwa 70";
; da in dem letztgenannten Bereich der Auslasskanal sich über etwa 50C erstreckt, verbleibt als ausnutzbarer Expansionsraum für jeden der Kolben nur ein Bogenbereich von etwa 20 , der auch nur eine entsprechend geringe radiale Höhe und entsprechend gerin.ges Volumen - etwa das zweifache des Volumens des Kompressionsraumes jedes Zylinders nach vollständiger Kompression - besitzt. Die Expansion des am Anfang des Expansionsraumes von etwa 200 Bogenlänge gezündeten Gasgemisches ist daher bei normaler oder hoher Kompression ungenügend und es geht zuviel unausgenützte Energie durch den Auslass auch dann verloren, wenn man dessen Bereich zugunsten des Expansionsraumes geringer als 500 wählt.
Es ergibt sich somit auch hier ein verhältnismässig geringer Wirkungsgrad der bekannten Rotationskolben Brennkraftmaschine.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art den Wirkungsgrad bei Verwendung von höchstens zwei Kolben wesentlich zu verbessern und bei gleichem Mantelumfang die Leistung wesentlich zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass beide Wandteile sich im Bereich von nahezu 1800 über die ganze axiale Länge des Kolbentührungsrings erstrecken und der Auslasskanal am Ende des zweiten Wandteils nur einen im Verhältnis zu diesem so kleinen Bogen einnimmt, dass jeder der Kolben über nahezu 1800 mit diesem zweiten Wandteil in Berührung bleibt, bevor er in den Bereich des Auslasskanals gelangt.
Auf diese Weise steht für die nutzbare Arbeitsleistung für jeden der beiden Leistungsteile ein Expansionsraum von nahezu 1800 zur Verfügung, der bei einem Umlauf des Kolbenführungsrings zweim.al zur vollständigen Expansion der verbrannten Gase nutzbar gemacht wird, ohne dass zwischen Kolbenführungsring und Wandteil Abdichtschwierigkeiten zwischen den Räumen entstehen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist jeder der beiden Kolben in einer im Kolbenführungsring schwenkbar gelagerten Buchse geführt.
Nachstehend sind zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung für einen Vergasermotor anhand der Zeichnungen beispielsweise beschrieben, und zwar zeigt:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemässen Rotationskolbenmotor mit Pleuelanlenkung der Kolben an der gemeinsamen Kolbenachse,
Fig. 2 einen Längsmittelschnitt durch den Motor nach Fig. 1,
Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsform mit unmittelbar an der gemeinsamen Kolben achse angelenkt ten Kolben und schwenkbaren Zylindern, und
4. einen Längsmfttelschnitt durch den Motor nach Fig. 3.
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 ist 1 das Motorgehäuse, das aus einem Umfangswandteil 2 und zwei Seitenwandteilen 3 und 4 zusammengesetzt ist. Im in Fig. 1 unteren Teil des Gehäuseinnenraums 5 wird die Gehäuseumfangswand bei 6 durch eine zylindrische Bohrung gebildet, die konzentrsich zu einer Mittelachse 7 verläuft und sich nach oben bis über den.
waagrechten Durchmesser 8 hinaus erstreckt. Der obere Teil des Gehäuseraums wird durch eine im Querschnitt ovale Umfangswandung 9 begrenzt, die sich symmetrisch zur vertikalen Gehäuseachse 10 an die Enden dler zylindrischen Bohrung anschliesst.
In der zylindrischen Bohrung ist ein Kolbenfüh rungsring 11 mit zylindrischem Umfang gelagert, dessen Mittelachse die Achse 7 ist und dessen Durchmesser praktisch dem Durchmesser der zylindrischen Bohrung gleich ist. Der Kolbenführungsring ist somit dicht passend in die zylindrische Bohrung in dieser drehbar gelagert. Zu seiner Lagerung dienen Kugellager 12, die zwischen je einem Aussenbund 13 des Kolbenführungsrings und je einem Nebenringteil 14 der Gehäuseseitenteile 3 bzw. 4 angebracht sind. Die Gehäuseum- fangswand 2 besitzt seitliche FlanschTinge 15, die in entsprechende, je einen Bund bildende Ausnehmungen des Kolhenführungsringes eingreifen und diesen genügend gegen die Gehäuseseitenteile 3 und 4 abdichten.
Auf dem Aussenhund oder jedem Aussenbund 13 sitzt fest ein bzw. je ein Zahnrad 16, das mit einem Abtriebszahnrad 17 kämmt, welches auf der Abtriebswelle sitzt (nicht gezeichnet).
In dem Nabenringteil 14 ist exzentrisch zur Mittelachse 7 eine Kolbenachse 18 gelagert, an die mittels Pleueln 19 bzw. 20 Kolben 21 bzw. 22 über Kolbenbolzen 23 bzw. 24 angelenkt sind. Zylinder 25 bzw. 26 für die Kolben 21 bzw. 22 verlaufen radial durch den Kolbenführungsring 11 hindurch und liegen sich diametral fluchtend gegenüber.
Die Kolben sind an ihren äusseren Enden bei 27 bzw. 28 an der von der Drehrichtung 29 des Kolbenausführungsrings 11 abliegenden Seite mit einer gebogenen Fläche abgeschrägt. Die ovale Bohrung des Gehäuses bildet mit dem Kolbenfüluungsring einen Expansionsraum 30, an dessen in Drehrichtung gelegenem Ende ein Auslasskanal 31 durch die Umfangswandung des Gehäuses hindurchgeht. In Drehrichtung des Pfeiles 29 hinter der Auspufföffnung 31 ist im Bereich der zylindrischen und zur Oberfläche des Kolbenführungsrings konzentrischen Bohrungen 6 ein Einlass 32 vorgesehen, der mit einem Einlasskanal 33 in Verbindung steht, in dem das Kraftstoffluftgemisch in Pfeil nchtung 34 vom Vergaser kommend einströmt.
Wahlweise kann zusätzlich in den Einlass 32 der Zylinder 35 des Kolbens 36 einer Einspritzpumpe oder eines Kompressors münden, wie strichpunktiert nur durch die Pleuelstange oder Kurbel 37 und die Kurbelwelle 38 des Kolbens 36 angedeutet ist. Ist dieser Kompressor oder diese Einspritzpumpe vorgesehen, so ist in der Leitung 33 ein Rückschlagventil 39 angebracht. Die Kurbelwelle 38 kann von einem der Abtriebszahnräder 17 aus angetrieben werden.
In Drehrichtung des Kolbenführungsrings 11 am Beginn des Expansionsraumes 30 ist in der Gehäusewandung 2 eine Zündkerze 40 angebracht. Zufolge der zur Mittelachse 7 exzentrischen Lage der Kolbenachse 18 bewegen sich die Kolben 21 und 22 bei einer Umdrehung des Kolbenführungsrings je einmal von ihrer für den Kolben 22 dargestellten, am weitesten radial nach innen liegenden Stellung radial nach aussen bis in die für den Kolben 21 dargestellte Stellung und zurück in die erstgenannte Stellung. An ihren Enden sind die Kolben mit Dichtungen 41 bzw. 42 versehen. Ausserdem haben die Kolben (z. T. nicht gezeichnet) seitliche Dichtungen, wie sie in Fig. 1 bei 41a und 42a angedeutet sind.
Bei Umlauf des Kolbenführungsrings 11 erzeugt der jeweils gerade am Auslasskanal 31 vorbeigehende Kolben durch seinen Hub nach innen ein Vakuum, durch das an der Einlassöffnung 32 das Brennstoffluftgemisch in den Zylinder 25 bzw. 26 eingesaugt wird.
Im folgenden, sich über etwas mehr als 90" erstreckenden Bogen der Umdrehung des Kolbenführungsrings wird das Brennstoffluftgemisch verdichtet und nimmt schliesslich an der Stelle 43 nur noch den Restkompressionsraum ein, der zwischen dem bündig mit der Gehäuseumfangswand und dem Umfang des Kolbenführungsrings abschliessenden äusseren Kolbenende bei 27 bzw. 28 durch die Abschrägung des Kolbenendes der Gehäusewand gebildet wird. Ist der Kolben in die strichpunktie.rt gezeichnete Stellung 44 gelangt, so zündet die Zündkerze 40 das hinter dem Kolben noch stark verdichtete Gemisch.
Dieses expandiert nun in den Expansionsraum 30 hin.ein, wobei der Kolben ein Drehmoment erfährt und sein Vorderende, stets dicht anliegend an die Wandung 9 des Expansionsraums, diesen durchläuft und dabei mit seiner Vordertläche das bei dem vorigen Expansionsvorgang verbrannte Gas zum Auslasskanal 31 und durch diesen hinausschiebt. Der vorausgehende und der nachfolgende Arbeitsgang im Expansionsraum wird in gleicher Weise durch den jeweils gegenüberliegenden Kolben bewirkt, und jedes Mal wird dabei die Expansionsenergle auf den Kolbenführungsring und dessen Abtrieb, z. B. das Abtriebszahnrad 17 oder eine anderweitig an Iden Kol benführungsring angeschlossene Welle übertragen.
In Fig. 1 und 3 sind noch die Dichtungen 60 dargestellt, die den Kolbenführungsring 11 gegen die Gehäusewandung abdichten. Das die Zylinder schmierende Öl im Innern des Kolbenführungsrings ist bei 59 angedeutet.
Die Ausführungsform nach Fig.3 und 4 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 und 2 nur in der Ausbildung der Teile 19 bis 26. Alle übrigen Bezugszeichen der Fig. 1 und 2 gelten für Fig. 3 und 4 entsprechend,
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 sind die Kolben 21a und 22a länger ausgebildet und unmittelbar mit ihren inneren Enden 19a bzw. 20a an die Kolbenachse 18 angelenkt. Der Kolbenführungsring 11 besitzt sich radial nach innen und nach aussen erwei terudle Durchbrechungen, 47 bzw. 48, fldie die Zylinder 25a bzw. 26a bildende Buchsen 49 bzw 50 aufnehmen.
Diese Buchsen sind um Zapfen 51, 52 am Kolbenführungsring 11 schwenkbar gelagert, wobei ihre verdickten Enden bei der Verschwenkung mit gekrümmten Flächen an entsprechend gekrümmten konkaven Flächen des Kolbenführungsrings gleiten können. Die Erweiterungen 53 bzw. 54 an den äusseren Enden der Durchbrechungen 47 bzw. 48 bilden Restkompressions, räume, zusätzlich zu den durch die Abschrägungen 27 bzw. 28 der Kolben gebildeten Kompressionsräumen und können bei entsprechend grosser Ausführung auch an die Stelle der letzteren treten.
An der nicht abgeschrägten Seite der Kolben erleichtern die Erweiterungen 53 bzw. 54 den Gaszutritt zu den Zylindern und ermöglichen hier gleichfalls die Schwenkbewegung der Buchsen 49 und 50, die im übrigen durch die Erweiterung der Durchbrechungen 47 und 48 nach innen möglich gemacht wird.
Im übrigen geht der Arbeitsablauf während einer Umdrehung Ides Kolbenführungsrings und je einem Hin- und Hergang der Kolben 21a und 22a in der gleichen Weise vor sich wie dies bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 beschrieben wurde.
Der Vorteil der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 gegenüber Fig. 1 und 2 ist, dass sie sich für höhere Drehzahlen eignet. Dafür muss dabei eine kompliziertere Ausbildung der Zylinder in Kauf genommen werden.
Die Ausführungsform nach Fig. 5 ist eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4, in einem der Fig. 3 entsprechenden Querschnitt dargestellt. Die Unterschiede bestehen im wesentlichen in folgendem:
Die Kolben 21b und 22b haben an den vorderen Enden keine Abschrägungen, sondern legen sich mit ihren Dichtungen 41b bzw. 42b unmittelbar an die Innenwandungen des Gehäuseteils 2 an. Ferner sind die die Zylinder bildenden Teile nicht langgestreckte Buchsen, sondern zylindrische Teile 49b bzw. 50b, die in dazu passenden zylindrischen Bohrungen zusammen mit den Kolben 21b bzw. 22b im Kolbenführungsring verdrehbar bzw. schwenkbar gelagert sind.
In den Lagerteilen 49b und 50b ist je ein Rollenoder Kugellager drehbar derart gelagert, dass sein Umfang an die vorlaufende Seite des Kolbens 21b bzw.
22b anliegt. Das Lager 58 dient dazu, den im Expan sionsraum 30 auf die Hinterseite des Kolbens in Drehrichtung 29 ausgeübten Druck so aufzunehmen, dass der von der Vorderseite der Zylinderbohrungen der Kolben 21h und 22b aufgenommene Druck und die Reibung an den Zylindern bei der Verschiebung der Kolben verringert wird.
Abweichend von Fig. 1 und 3 ist bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ein Einlass 32a für das Arbeitsmedium in der Gehäusewandung 2 nicht diametral gegenüber der grössten radialen Breite des Expansionsraums 30 angebracht, sondern nur ein kurzes Bogenstück in Drehrichtung 29 hinter dem Auslasskanal 31.
Der Einlasskanal 32a ist bei 32b in Richtung 29 um etwa 300 Bogenlänge verlängert, wobei über diesen Bereich der Umfang des Kolbenführungsrings 11 die Innenwandung des Kanals 32b bildet.
An der in Drehrichtung hinten liegenden Seite der Kolbenenden ist im Lagerteil 49b bzw. 50b und im Kolbenführungsring eine Aussparung 55 bzw. 56 gebildet, die den Kompressionsraum bildet, wenn der zugehörige Kolben seine radial äusserste Endstellung erreicht hat. Im Fall eines Vergasermotors kann dann die Zündkerze 40 schon unmittelbar an der Stelle 57 angebracht sein, an der sich der Kolbenführungsring von der Gehäusewandung ablöst und der Expansionsraum beginnt.
Im Falle eines Dieselmotors entfällt bei allen Ausführungsformen die Zündkerze 40 und tritt an ihre Stelle eine an die übliche Einspritzpumpe angeschlossene Einspritzdüse für Dieselkraftstoff. Durch den Einlass 32 bzw. 32a wird dann, zweckmässig durch einen gesonderten Kompressor, lediglich Verbrennungsluft in den Kompressionsraum und den Zylinderraum eingeführt und durch den jeweils seinen Verdichtungshub ausführenden Kolben bis zum Erreichen der Stelle 57 bzw. der Einmündung der Einspritzdüse wie üblich so hoch vorverdichtet, dass auf die Kraftstoffeinspritzung die Selbstentzündung des Gemisches mit der Verbrennungsluft erfolgt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 kann dann der Zylinder 35 mit Kolben 36 als schematische Andeutung eines Vorkompressors für die Verbrennungsluft bei Dieselbetrieb gelten und entfällt die Verbindungsleitung 33 für die Zuführung von Kraftstoffluftgemisch 34. Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 können zusätzlich zur Abschrägung 27 bzw. 28 der Kolben oder an deren Stelle Kompressionsräume wie 55 und 56 im Kolbenführungsring und anschliessend an den jeweiligen Zylin derraum ausgebildet werden; letzteres gilt auch für einen Vergasennotor.
Der Vorteil der Anordnung des Einlasskanals 32a in unmittelbarer Nähe des Auslasskanals 31 gemäss Fig. 5 ist, dass im Bereich der Bogenlänge der Verlängerung 32b dieses Kanals der über diesen Bereich seinen Saughub beginnenden Kolben nicht ein hohes Vakuum erzeugen muss, sondern bereits mit dem Ansaugen von Luft bzw. von Luftbrennstoffgemisch beginnen kann. Diese Abänderung nach Fig. 5 empfiehlt sich daher in der Regel auch für die Ausführung nach Fig. 1 bis 4.
Internal rotary piston internal combustion engine
The invention relates to an internal-axis rotary piston internal combustion engine in which a cylindrical piston guide ring is rotatably mounted and driven around its central axis fixed to the housing in the outside center in the housing space, which with this space forms an expansion space ending in a gas outlet and in the at most two pistons offset from one another by more than 90 "each in a cylinder, slidably articulated on an axis of rotation eccentric to the piston guide ring and provided with means which, when the.
The guide ring and the piston moving back and forth in this keep it continuously in sealing connection with the housing wall of the expansion chamber, with combustion air and fuel being able to be supplied to the cylinders in an area of the housing circumferential wall preceding the expansion chamber and an ignition point in the direction of rotation of the guide ring by supply elements and after the compression stroke of each piston, a compression is left free between it and the housing wall to accommodate them;
the casing of the housing space has a first wall part which runs concentrically to the circumferential surface of the piston guide ring and which has the inlet duct for the combustion air and the fuel, and a second wall part which runs eccentrically to this circumferential surface and at the end of which has the gas outlet duct, both wall parts each being extend over an area of about 1800.
With this arrangement of a piston guide ring fixed to the housing and rotatable about its central axis, the engine according to the invention differs incomparably in the simplicity of its construction from the so-called Wankel engine with a rotary piston rotating eccentrically to the central axis of the housing and with three working spaces.
Such a rotary piston internal combustion engine is known from German Patent 843 183. The two wall parts of the jacket each extend over an area of approximately 1800.
It should be noted, however, that the outlet channel occupies an arcuate area of around 530 and the inlet channel also extends over a considerable arcuate area. In each of the two areas there is only one narrow guide ring fixed to the housing on both edges of the wall part in contact with the piston guide ring, so that the arched area of the outlet channel is used to utilize the power of the combustion gas that was not yet fully expanded at the beginning of this channel. is out of the question. From the outlet port in.
The wall part preceding the direction of rotation therefore only remains an area of about 127 arc length, which forms the working space, but which, if the fuel-gas mixture is sufficiently compressed, does not allow even a reasonably satisfactory degree of efficiency to be achieved because the burnt gas cannot expand sufficiently and does so with it too high pressure reaches the outlet duct.
The oversized dimensioning of the outlet channel, which is harmful for the above reasons, is expressly provided for in German patent specification 843 183.
The French patent 1 315 555 also describes a rotary piston internal combustion engine of the type mentioned at the beginning. Here, the wall part concentric to the outer circumferential surface of the piston guide ring extends over approximately 2900 and accordingly the wall part running eccentrically to the outer circumferential surface of the piston guide ring in which the outlet channel is arranged only extends over approximately 70 ";
; Since in the last-mentioned area the outlet channel extends over about 50C, only an arcuate area of about 20 remains as a usable expansion space for each of the pistons, which also has a correspondingly low radial height and a correspondingly small volume - about twice the volume of the compression chamber each cylinder after complete compression - possesses. The expansion of the gas mixture ignited at the beginning of the expansion space of around 200 arc length is therefore insufficient with normal or high compression and too much unused energy is lost through the outlet even if its area is chosen to be less than 500 in favor of the expansion space.
This also results in a relatively low efficiency of the known rotary piston internal combustion engine.
The invention is based on the object of significantly improving the efficiency of a rotary piston internal combustion engine of the type mentioned at the outset when using a maximum of two pistons and, with the same circumference, of increasing the performance significantly.
This object is achieved in that both wall parts extend in the range of almost 1800 over the entire axial length of the piston guide ring and the outlet channel at the end of the second wall part only takes up an arc that is so small in relation to this that each of the pistons extends over almost 1800 with this second wall part remains in contact before it reaches the area of the outlet channel.
In this way, an expansion space of almost 1,800 is available for the usable work performance for each of the two power components, which can be used twice for the complete expansion of the burnt gases during one revolution of the piston guide ring, without sealing difficulties between the spaces between the piston guide ring and the wall part arise.
In one embodiment of the invention, each of the two pistons is guided in a bushing pivotably mounted in the piston guide ring.
Two preferred embodiments of the invention for a carburetor engine are described below with reference to the drawings, for example, namely:
1 shows a cross section through a rotary piston engine according to the invention with connecting rod articulation of the pistons on the common piston axis,
FIG. 2 shows a longitudinal center section through the engine according to FIG. 1,
Fig. 3 shows a modified embodiment with directly on the common piston axis articulated th piston and pivotable cylinders, and
4. a longitudinal section through the engine according to FIG. 3.
5 shows a cross section through a further embodiment.
In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, 1 is the motor housing, which is composed of a peripheral wall part 2 and two side wall parts 3 and 4. In the lower part of the housing interior 5 in FIG. 1, the housing circumferential wall is formed at 6 by a cylindrical bore which runs concentrically to a central axis 7 and extends upwards to over the.
horizontal diameter 8 also extends. The upper part of the housing space is delimited by a circumferential wall 9 which is oval in cross section and which adjoins the ends of the cylindrical bore symmetrically to the vertical housing axis 10.
In the cylindrical bore a piston guide ring 11 is mounted with a cylindrical circumference, the central axis of which is the axis 7 and the diameter of which is practically the same as the diameter of the cylindrical bore. The piston guide ring is thus rotatably mounted in the cylindrical bore so that it fits tightly. It is supported by ball bearings 12 which are attached between an outer collar 13 of the piston guide ring and a secondary ring part 14 of the housing side parts 3 and 4, respectively. The peripheral wall of the housing 2 has lateral flange rings 15 which engage in corresponding recesses of the piston guide ring, each forming a collar, and which seal it sufficiently against the housing side parts 3 and 4.
On the outer dog or on each outer collar 13 is firmly seated one or one gearwheel 16 which meshes with an output gear 17 which is seated on the output shaft (not shown).
In the hub ring part 14, a piston axis 18 is mounted eccentrically to the central axis 7, to which pistons 21 and 22 are articulated via piston pins 23 and 24 by means of connecting rods 19 and 20, respectively. Cylinders 25 and 26 for the pistons 21 and 22 run radially through the piston guide ring 11 and are diametrically aligned opposite one another.
The pistons are beveled at their outer ends at 27 and 28 on the side remote from the direction of rotation 29 of the piston execution ring 11 with a curved surface. The oval bore of the housing, together with the piston filling ring, forms an expansion space 30, at the end of which, in the direction of rotation, an outlet channel 31 passes through the circumferential wall of the housing. In the direction of rotation of the arrow 29 behind the exhaust port 31, an inlet 32 is provided in the area of the cylindrical bores 6 which are concentric to the surface of the piston guide ring and which is connected to an inlet channel 33 in which the fuel-air mixture flows in from the carburetor in arrow 34.
Optionally, the cylinder 35 of the piston 36 of an injection pump or a compressor can also open into the inlet 32, as only indicated by the connecting rod or crank 37 and the crankshaft 38 of the piston 36 by dash-dotted lines. If this compressor or this injection pump is provided, a check valve 39 is attached in the line 33. The crankshaft 38 can be driven by one of the output gears 17.
In the direction of rotation of the piston guide ring 11 at the beginning of the expansion space 30, a spark plug 40 is mounted in the housing wall 2. As a result of the position of the piston axis 18 eccentric to the central axis 7, the pistons 21 and 22 each move once from their most radially inward position shown for the piston 22, radially outward to the position shown for the piston 21, during one revolution of the piston guide ring Position and back to the former position. At their ends, the pistons are provided with seals 41 and 42, respectively. In addition, the pistons (partly not shown) have lateral seals, as indicated in FIG. 1 at 41a and 42a.
As the piston guide ring 11 rotates, the piston that is just passing the outlet channel 31 generates a vacuum through its inward stroke through which the fuel-air mixture is sucked into the cylinder 25 or 26 at the inlet opening 32.
In the following arc of the rotation of the piston guide ring, which extends over a little more than 90 ", the fuel-air mixture is compressed and finally only takes up the residual compression space at point 43, which is between the outer piston end at 27, which is flush with the circumferential housing wall and the circumference of the piston guide ring or 28 is formed by the beveling of the piston end of the housing wall. When the piston has reached the position 44 shown in dash-dotted lines, the spark plug 40 ignites the mixture that is still strongly compressed behind the piston.
This now expands into the expansion space 30, whereby the piston experiences a torque and its front end, always in close contact with the wall 9 of the expansion space, passes through this and with its front face the gas burned during the previous expansion process to the outlet channel 31 and through postpones this. The preceding and the following operation in the expansion chamber is effected in the same way by the opposite piston, and each time the expansion energy is applied to the piston guide ring and its output, e.g. B. the output gear 17 or otherwise transmitted to Iden Kol benführungring shaft connected.
In Fig. 1 and 3, the seals 60 are also shown, which seal the piston guide ring 11 against the housing wall. The oil inside the piston guide ring that lubricates the cylinders is indicated at 59.
The embodiment according to FIGS. 3 and 4 differs from that according to FIGS. 1 and 2 only in the design of the parts 19 to 26. All other reference symbols in FIGS. 1 and 2 apply accordingly to FIGS. 3 and 4,
In the embodiment according to FIGS. 3 and 4, the pistons 21a and 22a are made longer and are directly linked to the piston axis 18 with their inner ends 19a and 20a, respectively. The piston guide ring 11 has radially inwardly and outwardly widened openings 47 and 48, respectively, which receive bushings 49 and 50, respectively, which form the cylinders 25a and 26a.
These sockets are pivotably mounted about pins 51, 52 on the piston guide ring 11, with their thickened ends being able to slide with curved surfaces on correspondingly curved concave surfaces of the piston guide ring when pivoted. The widenings 53 and 54 at the outer ends of the openings 47 and 48 form residual compression spaces in addition to the compression spaces formed by the bevels 27 and 28 of the pistons and can also take the place of the latter if they are appropriately large.
On the non-beveled side of the piston, the extensions 53 and 54 facilitate gas access to the cylinders and also allow the pivoting movement of the bushings 49 and 50, which is made possible by the extension of the openings 47 and 48 inward.
Otherwise, the working sequence proceeds during one revolution of the piston guide ring and one back and forth movement of the pistons 21a and 22a in the same way as was described in the embodiment according to FIGS. 1 and 2.
The advantage of the embodiment according to FIGS. 3 and 4 over FIGS. 1 and 2 is that it is suitable for higher speeds. For this, a more complicated design of the cylinder must be accepted.
The embodiment according to FIG. 5 is a modification of the embodiment according to FIGS. 3 and 4, shown in a cross section corresponding to FIG. The main differences are as follows:
The pistons 21b and 22b have no bevels at the front ends, but lie directly against the inner walls of the housing part 2 with their seals 41b and 42b, respectively. Furthermore, the parts forming the cylinders are not elongated sockets, but cylindrical parts 49b and 50b, which are rotatably or pivotably mounted in matching cylindrical bores together with the pistons 21b and 22b in the piston guide ring.
A roller or ball bearing is rotatably mounted in each of the bearing parts 49b and 50b in such a way that its circumference rests against the leading side of the piston 21b or
22b is applied. The bearing 58 is used to absorb the pressure exerted in the expansion chamber 30 on the rear side of the piston in the direction of rotation 29 so that the pressure absorbed by the front of the cylinder bores of the pistons 21h and 22b and the friction on the cylinders when the piston is moved reduces becomes.
In contrast to FIGS. 1 and 3, in the embodiment according to FIG. 5, an inlet 32a for the working medium in the housing wall 2 is not mounted diametrically opposite the greatest radial width of the expansion space 30, but only a short bend in the direction of rotation 29 behind the outlet channel 31.
The inlet channel 32a is lengthened at 32b in the direction 29 by approximately 300 arc length, the circumference of the piston guide ring 11 forming the inner wall of the channel 32b over this area.
On the rear side of the piston ends in the direction of rotation, a recess 55 or 56 is formed in the bearing part 49b or 50b and in the piston guide ring, which forms the compression space when the associated piston has reached its radially outermost end position. In the case of a carburetor engine, the spark plug 40 can then already be attached directly at the point 57 at which the piston guide ring detaches from the housing wall and the expansion space begins.
In the case of a diesel engine, the spark plug 40 is omitted in all embodiments and is replaced by an injection nozzle for diesel fuel connected to the conventional injection pump. Only combustion air is then introduced into the compression chamber and the cylinder chamber through the inlet 32 or 32a, expediently by a separate compressor, and is pre-compressed as usual by the piston executing its compression stroke until it reaches the point 57 or the junction of the injection nozzle that after the fuel injection, the mixture with the combustion air self-ignites.
In the embodiment according to FIGS. 1 to 4, the cylinder 35 with piston 36 can then be regarded as a schematic indication of a pre-compressor for the combustion air in diesel operation and the connecting line 33 for the supply of fuel-air mixture 34 is omitted. Also in the embodiment according to FIGS. 1 to 4 can in addition to the chamfer 27 or 28 of the piston or instead of compression spaces such as 55 and 56 in the piston guide ring and then derraum to the respective cylinder; the latter also applies to a gasoline engine.
The advantage of the arrangement of the inlet channel 32a in the immediate vicinity of the outlet channel 31 according to FIG. 5 is that in the area of the arc length of the extension 32b of this channel, the piston beginning its suction stroke in this area does not have to generate a high vacuum, but already with the suction of Air or air-fuel mixture can begin. This modification according to FIG. 5 is therefore generally also recommended for the embodiment according to FIGS.