DE1910184C - Outer-axis rotary piston internal combustion engine - Google Patents
Outer-axis rotary piston internal combustion engineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine außenachsige Umlaufkolben-Brennkraftmaschine mit zwei federbelasteten Verdichtungsschiebern und zwei zwischen den Verdichtungsschiebern angeordneten federbelasteten Arbeitsschiebern, die alle im Mantel radialverschieblich angeordnet sind und in entsprechende, an der äußeren Kolbenmantelfläche angeordnete Verdichtungsund Arbeitskammern eingreifen, wobei ein Überströmkanal zwischen Verdichtungs- und Arbeitsschieber vorgesehen ist. The invention relates to an external-axis rotary piston internal combustion engine with two spring-loaded compression slides and two between the compression slides arranged spring-loaded working slide, all of which are radially displaceable in the jacket are arranged and in corresponding, arranged on the outer piston jacket surface compression and Engage working chambers, an overflow channel being provided between the compression and working slide.
Bei einer bekannten Umlaufkolben-Brennkraftmaschine dieser Art (USA.-Patentschrift 1280 915) läuft der Kolben zwischen zwei ebenen Endscheiben in einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse um. Zwar hat man bei dieser Brennkraftmaschine auch in der Kolbenmantelfläche schon weitere, ringsum begrenzte Umfangsnuten vorgesehen, diese dienen jedoch lediglich zur Steuerung von Ein- und Auslaß mittels des Kolbens, wobei in diesem und im Mantel weitere Kanäle eingeformt sind, von welchen einige als Überströmkanäle dienen. Da Verdi"htungs- und Arbeitskammern ebenso wie die zugehörigen Schieber gleich beschaffen sind, tritt jeder Schieber in jede Kammer ein. Die erzielte Verdichtung ist verhältnismäßig gering, und der Gesamtaufbau ist — vor allem wegen der zahlreichen in Manfel und Kolben eingeformten Strömungswege — recht kompliziert.In a known rotary piston internal combustion engine of this type (U.S. Patent 1280 915) the piston rotates between two flat end plates in a substantially cylindrical housing. It is true that in this internal combustion engine there are already additional ones, limited all around, in the piston jacket surface Circumferential grooves provided, but these are only used to control the inlet and outlet by means of the piston, further channels being formed in this and in the jacket, some of which serve as transfer channels. There compression and working chambers as well as the associated slide are of the same nature, each slide enters each chamber. The compression achieved is proportionate small, and the overall structure is - mainly because of the numerous molded into the shell and piston Flow paths - quite complicated.
Bei einer anderen bekannten Umlaufkolben-Brennkraftmaschine (französische Patentschrift 1254 811) ist auch vorgesehen, einen Schieber jeder Funktionsgruppe bei bestimmten Betriebszustand·^ außer Eingriff vom Kolben zu halten. Dies erfordert dort jedoch komplizierte Steuerungsorgane, welche die Betriebssicherheit der Maschine mindern und große Kosten verursachen. Vor allem die seitliche Abdichtung erfordert besondere Maßnahmen und ist durchweg nicht störungsfrei zu verwirklichen.In another known rotary piston internal combustion engine (French patent specification 1254 811) there is also provision for a slide of each functional group to be disengaged in a certain operating state to keep from the piston. However, this requires there complicated control organs, which the operational safety the machine and cause high costs. Above all, the side seal requires special measures and cannot be implemented without problems.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Umlauf-Brennkraftmaschine so zu gestalten, daß man bei äußerst einfacher Gesamtanordnung mit möglichst wenigen bewegten Teilen, insbesondere ohne zusätzliche schwingende Teile auskommt und bei geringstem Herstellungs- und Wartungsaufwand große Betriebssicherheit und größere Verdichtung erzielt werden.The object of the invention is to provide a rotary internal combustion engine to be designed in such a way that with an extremely simple overall arrangement with as few as possible moving parts, in particular without additional vibrating parts and at the lowest Manufacturing and maintenance costs great operational reliability and greater compression achieved will.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verdichtungs- und Arbeitskammern als Umfangsnuten und verschieden breit ausgebildet sind, daß die Verdichtungs- bzw. Arbeitsschieber eine Breite haben, die der Verdichtungs- bzw. der Arbeitskammer entspricht und daß die Breitendifferenz zwischen Verdichtungsschieber und Arbeitskammer so groß ist, daß der Vcrdichtungsschiebcr ohne Eingriff mit der Arbeitskammer bleibt.This object is achieved in that the compression and working chambers as Circumferential grooves and different widths are formed that the compression or working slide one Have width that corresponds to the compression or the working chamber and that the difference in width between the compression slide and the working chamber is so large that the compression slide does not intervene with the working chamber remains.
Hier wirkt der Kolben durch die unterschiedliche Breite der Umfangsnuten selbst als Steuerschieber, el. IT. der schmalere Arbeitsschieber greift zwar auch in die breitere Verdichtungsnut ein, kann deren Räume jedoch nicht voneinander trennen. Dagegen wird der breitere Vcrdichlungsschicbcr ohne zusätzliche Mittel durch die seitlichen Teile des Kolbcnmuntels außer Eingriff von der Arbeitskammer gehalten und ist daher nur beim Einlauf in die Vcrdichlungskammcr wirksam. Man muß daher nur daflir sorgen, daß die Nutformen und die Rückstellfedern für die Schieber so aufeinander abgestimmt sind, daß die Schieber bei der vorgesehenen Drehzahl nicht vom Kolben abgehoben werden können. Da die Arbeitskammern in der Regel kürzer sind als die Verdichtungskammern, liegt der Verdichtungsschieber mit seinen Randteilen nur kurze Zeit bei unveränderter Belastung auf, während der Mittelteil Beschleunigungskräfte am Grund der Verdichtungskammer aufzunehmen hat, so daß auch dort gleichbleibender Nachschliff gewährleistet ist. Lediglich Zünden oder Einspritzen und gegebenenfalls die Verbrennungsluft bzw. das Brennstoff-Luft-Gemisch müssenHere the piston itself acts as a control slide due to the different widths of the circumferential grooves, el. IT. the narrower working slide also works into the wider compression groove, but cannot separate their spaces from one another. On the other hand the wider compression layer is achieved without additional funds through the lateral parts of the piston ring is held out of engagement by the working chamber and is therefore only available when entering the compression chamber effective. It is therefore only necessary to ensure that the groove shapes and the return springs for the slide are coordinated so that the slide does not operate at the intended speed can be lifted off the piston. Since the working chambers are usually shorter than the Compression chambers, the compression slide with its edge parts is only unchanged for a short time Load on, while the middle part acceleration forces at the bottom of the compression chamber has to take up, so that constant regrinding is guaranteed there as well. Just ignition or injection and, if necessary, the combustion air or the fuel-air mixture
ίο gesondert gesteuert werden, aber auch dazu benötigt man keine hin- und herschwingenden Teile. Die größere Breite von Verdichtungskammern und -Schiebern ermöglicht zudem auch bei begrenzt verfügbarem Umfangswinkel eine erhebliche Steigerung des Verdichtungsverhältnisses.ίο be controlled separately, but also required for this there are no parts swinging back and forth. The greater width of compression chambers and -Slide also enables a considerable increase in the case of limited circumferential angles the compression ratio.
Nach einem weiteren Erfindungsvorschlag sind die Umfangsnuten im Axialschnitt trapezförmig ausgebildet, und die Schieber weisen im Eingriffsbereich ebenfalls diese Form auf. Sie bleiben dadurch mit den einwärts geneigten Seitenteilen der Nuten in Eingriff, werden durch die Federn abdichtend angedrückt und schleifen sich selbst nach.According to a further proposal of the invention, the circumferential grooves are trapezoidal in axial section, and the slides also have this shape in the area of engagement. You stay with the inwardly inclined side parts of the grooves engaged, are sealingly pressed by the springs and grind yourself.
Zwar hat man schon eine trapezförmige Nut im Kolben einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine vorgesehen (österreichische Patentschrift 134 547). Dabei soll aber die Nut durch eine mit dem Kolben fest umlaufende Trennwand und zum anderen durch eine weitere Trennwand unterteilt werden, die an einem radial im Gehäuse verschiebbaren Kolben sitzt, der jeweils bei Annäherung der umlaufenden Trennwand kurzzeitig eine hin- und hergehende Bewegung ausführen muß. Eine vollständige Abdichtung läßt sich bei einer solchen Umsetzbewegung ohnehin nicht erzielen, und zum anderen sind dabei die Beschleunigungskräfte erheblich größer als bei herkömmlichen Hubkolbenmotoren, so daß nur mW kleinen Drehzahlen gearbeitet werden kann.It is true that you already have a trapezoidal groove in the piston of a rotary piston internal combustion engine provided (Austrian patent specification 134 547). But the groove should go through one with the piston fixed circumferential partition and, on the other hand, can be divided by another partition that is attached to a radially displaceable piston sits in the housing, each of which approaches the circumferential partition wall briefly must perform a reciprocating movement. A complete seal allows in any case cannot be achieved with such a transfer movement, and on the other hand there are the acceleration forces considerably larger than with conventional reciprocating piston engines, so that only mW low speeds can be worked.
Trapezförmige Nuten wurden auch schon im Kolben einer Dampfkraftmaschine vorgesehen (USA.-Patentschrift I 000 509); dabei bilden die Nuten aber keinen durch einen Schieber in zwei Kammern unterteilten Arbeitsraum, sondern der Dampf wird lediglich gegen eine etwa radial stehende Endwand der Nut geblasen, um eine turbinenähnliche Wirkung zu erzielen. Die Trapezform ist dort rein willkürlich gewählt und hat auf den Arbeitsablauf keinen Einfluß.Trapezoidal grooves have also been provided in the piston of a steam engine (USA patent I 000 509); The grooves do not form one that is divided into two chambers by a slide Working space, but the steam is only blown against an approximately radial end wall of the groove, to achieve a turbine-like effect. The trapezoidal shape is chosen purely arbitrarily there and has no influence on the workflow.
Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal sind die äjßere Kolbenmantelfläche und die innere Gchäusemantelfläche kegelförmig ausgebildet, wobei zweckmäßigerweise der Kolben in Achsrichtung einstellbar gegenüber dem Mantel festgelegt ist.According to a further feature of the invention, the outer piston jacket surface and the inner housing jacket surface Conical design, the piston expediently adjustable in the axial direction is set opposite the coat.
Durch axiales Nachstellen des Kolbens wird die Mantelfläche stets selbsttätig nachgeschliffen. Man benötigt dann keine besonderen Dichtleisten, da der Umfangswinkel der Dichtabschnitte hinreichend groß gewählt werden kann. Überdies tritt dort auch kein bemerkenswerter Verschleiß ein, da die Flächen durch den Arbeitsdruck immer mit geringem Abstand voneinander gehalten sind, sich also nicht direkt be* By axially readjusting the piston, the outer surface is always reground automatically. No special sealing strips are then required, since the circumferential angle of the sealing sections can be selected to be sufficiently large. In addition, there is no noticeable wear there, as the surfaces are always kept at a small distance from one another due to the working pressure, i.e. they do not come directly into contact with each other.
rühren und doch der Spalt so klein ist, daß hinreichende Abdichtung gewährleistet bleibt.stir and yet the gap is so small that adequate sealing is guaranteed.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispielc des Erfindungsgegenstandes dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigtIn the drawing are exemplary embodiments of the Subject of the invention shown and are described in more detail below. It shows
Fig. I bis3 in eine Ebene projizierte Kegelflächen' querschnitte etwa entlang der Schnittlinie t-t in F i g. 4 bei verschiedenen Drehstellungen des Kolbens einer Umlaufkolben-Brennkraftmaschine,Fig. I to 3 projected conical surfaces in a plane ' cross-sections approximately along the section line t-t in FIG. 4 at different rotary positions of the piston a rotary piston internal combustion engine,
Claims (8)
Arbeitsschiebers 13. Daher kann der Verdichtungs- Der um seine zentrische Achse umlaufende Kolben schieber 14 entlang der Kolbenmantelfläche 8 frei ist völlig achsensymmetrisch aufgebaut und besitzt über die Arbeitskammer hinweglaufen, ohne einzu- daher keine Unwucht. Alle von ihm aufgebrachten dringen, während der Arbeitsschieber 13 bis zum 35 Steuerungskräfte werden jeweils paarweise um 180r' Grund in die Verdichtungskammer 11 eintritt. gegenüberliegend aufgebracht, und auch die Ver-In the piston jacket surface 8, one behind the other or the ignition takes place. The space 26 in front of the Arab change in axial section trapezoidal Vsrdich- 20 work slide is constantly enlarged by the pressure of vertebral chambers II and working chambers 12 in the form of combustion gases and migrates in the form of circumferential grooves. The working chamber continues clockwise. While after completion of a working slide 13 is assigned, the compression combustion process according to FIG. 3 of the work chamber a compression slide 14 the broader compression-fit end profile, so that it not only rests on the groove base over 14 over the edge of the narrower working chamber 16, but also on the groove flanks 17 (FIG. 4) 12 and is supported with its lateral edge by its tongues 18 in a sealing manner held on the piston jacket surface 8 of the piston. Be short. The basic width α of the groove 11 or the end of it, the working chamber 12 which is still under the pressure of the width of the associated compression slide 14 is 30 combustion gases and which is larger than the largest width b of the outlet duct 25 in connection.
Working slide 13. Therefore, the compression The piston slide 14 rotating around its central axis freely along the piston jacket surface 8 is completely axially symmetrical and runs across the working chamber without introducing any imbalance. All of it applied penetrate, while the working slide 13 to 35 control forces are each entered in pairs around 180 r 'ground in the compression chamber 11. applied opposite, and also the
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