DE2439319A1

DE2439319A1 - Four stroke combustion engine without valve control - has opposing combustion spaces of equal volume independent of angular piston positioning

Info

Publication number: DE2439319A1
Application number: DE2439319A
Authority: DE
Inventors: Werner Zink
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-08-16
Filing date: 1974-08-16
Publication date: 1976-02-26
Also published as: DE2439319B2; DE2439319C3

Abstract

A combustion engine of 4-stroke type with variable combustion space but without valve control is constructed such that the radially disposed and pref. opposed combustion spaces always have the same valume during rotation around the drive axle in each angular disposition if the volume of the combustion spaces is simultaneously radially varied. The housing containing the combustion spaces can rotate about the mid point of the drive shaft. The transmission of power to the crankshaft may be direct or indirect. The pistons of the device undergo simultaneous rotation about the drive axis and radial stroke motion.

Description

Werner Zink ■ ■--.--.-Werner Zink ■ ■ --. - .-

7 Stuttgart 70 .7 Stuttgart 70.

Kremmlerstr. 23 Stuttgart, den 27,JuIi 1974Kremmlerstrasse 23 Stuttgart, July 27, 1974

Verbrennungskraftmaschine '■ - Internal combustion engine '■ -

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine nach dem 4-takt-System, mit veränderlichen Brennräumen ohne Ventilsteuerungen.The invention relates to an internal combustion engine according to the 4-stroke system, with variable combustion chambers without Valve controls.

Die stete Entwicklung im Bau von Verbrennungskraftraschinen führt zu der Erkenntnis, daß durch ständige Leistungssteigerungen und damit verbundene hohe Beanspruchung der Steuerorgane, einen ganz besonderen Qualitätsanspruch erforderlich macht. Diese qualitativen Forderungen führen dazu, daß sich die Fertigungskosten ständig erhöhen. Diese Aufwendungen hat man besonders bei dem bekannten 4-takt-Hubkolbenverbrennungsmotor. Steuereinrichtungen die große Genauigkeit erfordern insbesondere zur Betätigung der Ventile. Störungen können auftreten durch thermische und mechanische Einflüsse. Einseitige Erwärmung, hervorgerufen durch die Lage der Zündkerze, Ungleichmäßige Ervrärmung durch Ablagerungen auf dem Sitz. Zwei eng aneinanderliegende Auslaßventile führen zu exzentrischer Erwärmung. Fehlermöglichkeiten beim Ventileinbau, beispielsweise ein Mittenversatz, führt zu Sitzundichtheit, hohe Temperaturen, Ablagerungen, schlechter Wärmeübergang, hohe Beanspruchungen und einseitigem Schaftverschleiß. Ungenügende Tragbreite des Ventilsitzes bedingt ebenfallsThe constant development in the construction of internal combustion engines leads to the realization that through constant increases in performance and the associated high stress on the control organs, a very special quality standard is required power. These qualitative requirements lead to the fact that the production costs are constantly increasing. This has expenses this is particularly the case with the well-known 4-stroke reciprocating internal combustion engine. Control devices that require great accuracy, in particular for actuating the valves. Disturbances can occur due to thermal and mechanical influences. One-sided heating, caused by the position of the spark plug, Uneven heating due to deposits on the seat. Two exhaust valves located close together lead to eccentric heating. Possible errors when installing the valve, For example, a center offset, leads to seat leaks, high temperatures, deposits, poor heat transfer, high loads and one-sided shaft wear. Insufficient width of the valve seat also causes

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höhere Temperaturen im Ventilkopf. Verformung durch ungleichmaßiges Anziehen der Zylinderkopfschrauben bedingen vornehmlich bei Leichtmetallzylinderköpfen ,schon im kalten Zustand ovale Ventilsitzringe. Durch ständige Leistungssteigerungen und die hiermit verbundene Beanspruchung, insbesondere der Auslaßventile muß dem Ventil eine Drehung gegeben werden. Bleifreie Kraftstoffe werden neue Probleme für die Konstruktion von Auslaßventile und deren Sitz hervorrufen. Dazu kommt noch eine Nockenwelle mit den dazugehörigen Steuerteilen, wobei sich insbesondere bei einem Mehrzylindermotor der Aufwand der teuren Präzisionsteile erhöht.higher temperatures in the valve head. Deformation due to uneven Tightening the cylinder head screws primarily requires oval cylinder heads in the case of light alloy cylinder heads, even when cold Valve seat inserts. Due to constant increases in performance and the associated stress, especially of the exhaust valves the valve must be given a turn. Lead-free Fuels will create new problems in exhaust valve design and seating. Additional to that a camshaft with the associated control parts, with the effort of the expensive precision parts increased.

Die Anordnung der nebeneinander liegenden Zylinder bei einem Mehrzylinderverbrennungsmotor nimmt viel Raum in Anspruch. Eine Kompaktbauweise ist dadurch nicht gegeben. Bei der Zylinderbefestigung, kann es durch Verspannen zur Unrundheit von Zylindern kommen, die sich negativ auf die Kolbenführung auswirken kann.The arrangement of the cylinders lying next to one another in a multi-cylinder internal combustion engine takes up a lot of space. A compact design is not given. When fastening the cylinder, it can become out-of-round due to tensioning come from cylinders, which can have a negative effect on the piston guidance.

Die Zuleitungen zu den Einlaß- und Auslaßventilen sind aufwendig. Jeder Brennraum hat seine eigene Zündkerze und, wenn vorgesehen, eine Einspritzeinrichtung, Bei einer zusätzlich vorgesehenen Verbrennungskammer kommen neue Steuermittel hinzu. Bei nebeneinander liegende Zylinder muß die Kurbelwelle stark dimensioniert sein, damit die Verwindungskräfte beherrschbar sind.The supply lines to the inlet and outlet valves are complex. Each combustion chamber has its own spark plug and, if provided, an injection device, new control means come in an additionally provided combustion chamber added. If the cylinders are adjacent to each other, the crankshaft must be large enough to withstand the torsional forces are controllable.

Dem Hubkolbenverbrennungsmotor kann man dem Kreiskolbenmotor gegenüber stellen.The reciprocating internal combustion engine can be compared to the rotary piston engine face.

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Bei diesem Motor entfallen ebenfalls dieVentilsteuereinrichtungen, wobei aber andere Nachteile vorherrschen. Bestimmte Kreiskolbenmotorenteile wie z.B. das Trochoidengehäuse sind sehr schwierig herzustellen, für die erforderliche Präzision sind Spezialmaschinen und Spezialmesseinrichtungen notwendig. Ferner ist das Kühlungsproblem des Rotors mit besonderen Schwierigkeiten verbunden. Probleme der Abdichtung, die zum Teil in der Geometrie.der Dichtelemente liegen, treten auf. Hauptproblem ίε'; die Länge des abzudichtenden Umfanges pro Verbrennungskammer, wobei viele und teure Teile erforderlich sind. Die radiale· Dichtleiste muß unter verschiedenen Winkelstellungen'zur Trochoidenoberflache gegen die Trochoide abdichten. Die Massenkräfte und die verschiedenen Geschwiendigkeiten beim Umlauf, führen zu dem sogenannten Rattermarkenproblem, durch den Wechsel des radialen Abstandes zur Achsmitte hervorgerufen. Der Kraftstoff- und Ölverbrauch ist höher als bei vergleichbaren Hubkolbenmotoren. Mit hohen Fertigungskosten muß mann, trotz geringerer Anzahl der Teile, beim Kreiskolbenmotor rechnen. Ebenso ist das Gesamtgewicht dieses Motors noch zu hoch.The valve control devices are also omitted in this engine, but other disadvantages predominate. Certain rotary piston engine parts such as the trochoid housing are very difficult to manufacture, special machines and special measuring devices are required for the required precision necessary. Furthermore, the problem of cooling the rotor is associated with particular difficulties. Problems the seal, some of which are in the geometry of the sealing elements, occur. Main problem ίε '; the length of the to be sealed Per combustion chamber, requiring many and expensive parts. The radial sealing strip must at different angles to the trochoid surface seal against the trochoid. The mass forces and the various speeds in circulation lead to the so-called chatter mark problem, caused by the change in the radial distance to the center of the axis. Of the Fuel and oil consumption is higher than that of comparable reciprocating piston engines. With high manufacturing costs one has to, despite count less number of parts for rotary piston engines. The total weight of this engine is also still too high.

Die Erfindung hat diese angeführten Nachteile nicht aufzuweisen. Die Anordnung der Verbrennungsräume zueinander, gestattet eine sehr kompakte und leichte Bauweise, zum Vergleich der bekannten Motoren. Wobei das Gesamtgewicht stark reduziert werden kann. Viele hochwertigen Präzisionsteile können eingespart werden. Es entfallen Ventile, Federteller, Kegelstücke, Ventilfedern, Ventildrehvorrichtungen, Ventilführungen, Stößelstangen, Stößel, Kipphebel, Kipphebelwellen oder Tragbolzen, Nockenwellen, Nockenwellenantrieb undThe invention does not have these disadvantages mentioned. The arrangement of the combustion chambers to one another allows a very compact and lightweight design, to compare the known engines. The overall weight being strong can be reduced. Many high-quality precision parts can be saved. There are no valves, spring plates, Cone pieces, valve springs, valve rotators, valve guides, push rods, tappets, rocker arms, rocker arm shafts or support bolts, camshafts, camshaft drives and

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Nockenwellenuntersetzung. Der Fortfall der Ventilsteuereinrichtungen bedeutet Gewichtsreduzierung und Senkung der Herstellungskosten, sowie keine'Problematik bei bleiarmen oder bleifreiem Kraftstoff. Keine Überschneidung zwischen Ein- und Auslaßventil bei höheren Drehzahlen, wobei Frischgase entweichen können. Außerdem gestattet die Erfindung ein sehr wirkungsvolles Kühlsystem. Außerhalb im feststehenden Gehäuse eine Flüssigkeits- oder Luftkühlung, innerhalb im drehbaren Gehäuse eine einwandfreie Ölkühlung» Vorteil gegenüber dem Kreiskolbenmotor ist nicht nur die problemlose Innenkühlung durch den ülkreislauf, sondern die Brennräume können so gestaltet werden, daß das Gemisch auf kleinstem Raum verdichtet und nahe an die Zündstelle geführt werden kann. Dadurch erfolgt eine sehr gute Verbrennung und geringeren Kraftstoffverbrauch und weniger Abgaswerte. Die Reduzierung oder gar Beseitigung der Schadstoffe kann durch eine Vorkammer im feststehenden Außengehäuse verstärkt werden. Für vorzugsweise h Brennräume ist nur eine Zündkerze und für eine evtl. Einspritzung nur eine Düse erforderlich. Guter Massenausgleich, keine Schwungscheibe und Gegengewichte erforderlich. Die rotierende Teile wie Gehäuse mit Kolben, können konstruktiv so konzipiert sein, daß keine großen Massenkräfte vorhanden sind, wodurch das Gewicht des Motors wesentlich reduziert werden kann, als bei vergleichbaren bekannten Motorentypen. Vorteile gegenüber dem Kreiskolbenmotor sind die einfachere Abdichtmöglichkeiten. Ohne Ventilsteuerungen können höhere Drehzahlen erreicht werden, wobei gleichzeitig das rotierende Gehäuse vorzugsweise nur ein Drittel der Kurbelwellenumdrehungen macht. DieCamshaft reduction. The elimination of the valve control devices means weight reduction and lowering of production costs, as well as no problem with low-lead or unleaded fuel. No overlap between inlet and outlet valve at higher speeds, whereby fresh gases can escape. The invention also allows a very efficient cooling system. Outside in the fixed housing there is liquid or air cooling, inside the rotatable housing perfect oil cooling »The advantage over the rotary piston engine is not only the problem-free internal cooling through the oil circuit, but the combustion chambers can be designed so that the mixture is compressed in the smallest space and close to it the ignition point can be guided. This results in very good combustion and lower fuel consumption and fewer emissions. The reduction or even elimination of the pollutants can be increased by an antechamber in the fixed outer housing. Only one spark plug is required for preferably h combustion chambers and only one nozzle for a possible injection. Good mass balance, no flywheel and counterweights required. The rotating parts, such as the housing with pistons, can be designed in such a way that there are no large inertia forces, which means that the weight of the motor can be significantly reduced than with comparable known motor types. Advantages over the rotary piston engine are the simpler sealing options. Without valve controls, higher speeds can be achieved, the rotating housing preferably making only one third of the crankshaft revolutions at the same time. the

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Dimensionierung der Kurbelwelle kann schwächer und leichter gehalten werden, da die Verwindungskräfte geringer sind. Der Vorteil liegt darin, daß. die Übertragung der Gaskraft von 4 Brennkammern mit nur zwei Pleuel auf die Kurbelwelle erfolgen . kann.The dimensioning of the crankshaft can be kept weaker and lighter, since the torsional forces are lower. The advantage is that. the transmission of gas power from 4 combustion chambers to the crankshaft with only two connecting rods take place . can.

Die Erfindung hat vorzugsweise zwei Ausführungsvarianten. Die Ausführung I (Fig. 2,2 u„5.) zeigt eine Anordnung mit zylinderförmigem Brennraum mit Kolben. Ein besonderes Verbund- oder Scherensystem verbindet die damit vereinfachte kolben miteinander. Da der Kolbenweg genau radial verläuft, ist eine Schaftausführung am Kolben nicht erforderlich, er kann einfacher und leichter gestaltet werden. Durch dieses Verbundsystem werden die auf die Kolben wirkende Zentrifugalkräfte unwirksam. Dieses Ausführungsbeispiel eignet sich gut für das sogenannte "Umkehrsystem¹¹, d.h. Zylinderlaufflächen aus Aluminium werden geäzt und die Kolben werden mit Chrom- oder Ferrostanauflage beschichtet. Bei der Aus-r führung "" (Fig.3»4 u.7) werden die vorzugsweise 4 Brennräume durch zwei besonders konzipierte Kolben gebildet. Sie sind im rotierenden Gehäuse durch eine feste Bolzenlagerung drehbar gelagert, wobei jeder Kolben eine pendelartige Be- · wegung ausführt und wechselweise zwei Brennräume bildet. Auch hier wird die auf die Kolben wirkende Zentrifugal-The invention preferably has two variants. Design I (FIGS. 2, 2 and 5) shows an arrangement with a cylindrical combustion chamber with pistons. A special composite or scissor system connects the piston, which is simplified with it, to one another. Since the piston path runs exactly radially, a shaft design on the piston is not necessary, it can be made simpler and lighter. This composite system makes the centrifugal forces acting on the pistons ineffective. This embodiment is well suited for the so-called "reversal system ^11" , ie cylinder running surfaces made of aluminum are etched and the pistons are coated with chrome or ferrous rust 4 combustion chambers formed by two specially designed pistons. They are rotatably mounted in the rotating housing by a fixed pin bearing, each piston executing a pendulum-like movement and alternately forming two combustion chambers.

kraft durch die Lagerstelle aufgenommen und in der Kolbenfunktion unwirksam. Das vorzugsweise mit 4 Brennkammern ge-force absorbed by the bearing point and ineffective in the piston function. The preferably with 4 combustion chambers

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zeigte System kann als Baueinheit nebeneinander gekoppelt werden, sodaß man 8 oder mehr Brennkammern erhalten kann. Auch die Motorlage kann beliebig gewählt werden, also z.B. vertikal oder horizontal. Durch die teilesparende Konzeption und Konstruktion sind die Fertigungskosten wesentlich geringer als bei den bekannten 4-takt-Hub - u. Kreiskolbenmotoren. Diese raumsparende und extrem schmale Bauweise erschließen Möglichkeiten insbesondere bei der "»kleinfahrzeug- u. Motorradfertigung, Die E_rfindung ist vorzugsweise als 4-takt-S^stem dargestellt, was nicht ausschließt mit dieser Konzeption auch ein 2-takt-System zu verwirklichen.The system shown can be coupled side by side as a unit, so that 8 or more combustion chambers can be obtained. The motor position can also be selected as desired, for example vertical or horizontal. Due to the parts-saving conception and construction, the production costs are significantly lower than with the known 4-stroke stroke and rotary piston engines. This space-saving and extremely narrow design open up opportunities especially in the "" kleinfahrzeug- u. Motorcycle production, the E _r invention is preferably a 4-stroke-S ^ shown stem, which does not exclude to realize this concept, a two-stroke system .

Bei beiden Ausführungen, jedoch nicht dargestellt, kann die Zentrifugalkraft andererseits so ausgenutzt werden, um das Verdichtungsverhältnis in Verbindung mit der Gehäusedrehzahl während des Laufes zu verändern.In both versions, but not shown, the centrifugal force can on the other hand be used to the To change the compression ratio in connection with the housing speed during the run.

Schadstoffe können noch mehr reduziert werden, wenn im feststehendem Gehäuse an der vorgesehenen Zündstelle ein Vorkarnmerbrennraum angebracht wird, versehen mit einer Zündkerze und einer Einspritzdüse in demein fettes Gemisch gezündet wird und in dem vom Kolben gebildeten Brennraum, mit einem mageren Gemisch übergreift. Diese Möglichkeit ist bekannt und daher in der Zeichnung nicht dargestellt. Der Vorzug liegt darin, daß auch hier, für 4 Brennräume, nur ein Vorkammerbrennraum im feststehenden Gehäuse mit einer Zündkerze und einer Einspritzdüse benötigt wird,.Die rotierenden Brennräume werden an"*der feststehenden Vorkammer vorbei geführt.Pollutants can be reduced even more if in the fixed Housing an antechamber combustion chamber is attached to the intended ignition point, provided with a spark plug and an injection nozzle in which a rich mixture is ignited and in the combustion chamber formed by the piston, with a lean one Mixture overlaps. This possibility is known and is therefore not shown in the drawing. The advantage is that here too, for 4 combustion chambers, only one antechamber combustion chamber in the fixed housing with a spark plug and an injection nozzle is required, .The rotating combustion chambers are passed "* the fixed antechamber.

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Ein Größenvergleich beider Ausführungen sei hier angezeigt. Die Außenabmessungen beinhalten die im feststehenden Außengehäuse vorgesehene Flüssi'gkeitskühlung, die seitlich an den Stirnseiten beiderseits enthaltene Ölrücklaufräume, sowie das Übersetzungsgetriebe. Bei einem angenommenen Motor mit einem Gesamtvolumen von 1,8 Liter erhält man bei der Ausführung I,' bei einem Hub von 57 mm und einem Zylinderdurchmesser von 100 mm, eine Motorgröße von ca. 45cm Durchmesser und einer Breite von ca. 25 cm. Für die Ausführung II, bei einem Hub von 4o mm, und einer Brennkammerbreite von 100 mm, erhält man eine Motorgröße von ca. 40cm Durchmesser und einer Breite von ca. 20 cm.A size comparison of the two versions is indicated here. The external dimensions include those in the fixed Liquid cooling provided for the outer housing, the oil return spaces contained on both sides of the end faces, as well as the transmission gear. Assuming an engine with a total volume of 1.8 liters, the Version I, 'with a stroke of 57 mm and a cylinder diameter of 100 mm, a motor size of approx. 45 cm in diameter and a width of approx. 25 cm. For version II, at a stroke of 40 mm, and a combustion chamber width of 100 mm, you get a motor size of approx. 40 cm in diameter and a Width of about 20 cm.

Weitere ^ex'kmale v/erden an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näheres erläutert, wobei Fig, 1 einen Radialschnitt der Ausführung I durch die Zylinder und Kolben zeigt, bei dem vorzugsweiseFurther features are shown on the basis of those shown in the drawings Embodiments explained in more detail, wherein FIG. 1 shows a radial section of the embodiment I through the Cylinder and piston shows where preferably

zylindrische Brennräume vorgesehen sind, Fig. 2 eine Axialschnittebene der Ausführung I nach dercylindrical combustion chambers are provided, Fig. 2 shows an axial section plane of the embodiment I according to the

Linie A-B zeigt,
Fig. 3 einen Radialschnitt der Ausführung II durch den Motor zeigt, bei dem pendelartig angebrachte KolbenLine AB shows
Fig. 3 shows a radial section of the embodiment II through the engine, in which pendulum-like attached pistons

Brenni-äume bilden,
Fig. 4 einen Axialschnitt der Ausführung II nach den LinienCreate Brenni spaces,
Fig. 4 shows an axial section of the embodiment II along the lines

J - K,
Fig. 5 eine schematische Darstellung des Verbundsystems der Kolben von Ausführung I von Ansicht "Z" gesehen,J - K,
5 shows a schematic representation of the composite system of the pistons of embodiment I from view "Z",

- 8 6 0 9 8 G 9/0233' - 8 6 0 9 8 G 9/0233 '

Fig. 6 eine Schemadarstellung von dem Zahnradgetriebe, Fig. 7 einen Längsschnitt durch die Kolbenlagerstelle der Ausführung II, darstellt.FIG. 6 shows a schematic representation of the gear transmission, FIG. 7 shows a longitudinal section through the piston bearing point of execution II.

Beschreibung der Ausführung I (Fig.1,2 u. 5)Description of version I (Fig. 1, 2 and 5)

Im feststehenden Gehäuse 1 ist die Zündkerze 2 gelagert, Ferner befinden sich Abgasaustrittsschlitze 3 und Auslaßkanal 4, ebenso Gemischeintrittsschlitze 5, "Eintrittskanal 6 und wahlweise eine, aber nicht dargestellte Einspritzdüse am Umfang des Gehäuses 1. Für das Kühlsystem sind für Flüssigkeitskühlung Kanäle 7, oder für Luftkühlung Kühlrippen 8 vorgesehen. Das G_ehäuse 1 kann an den Stirnseiten durch Teile 1a und 1b getrennt sein. Die Antriebs- oder Kurbelwelle 9 ist im Gehäuse ti gelagert. Mit der Kurbelwelle 9 ist in der Drehrichtung ein Zahnrad 10 so gelagert, daß es radial Kräfte übertragen kann. Die beiden Zwischenräder 11 und 12 sind mit der Lagerstelle am Gehäuse 1 befestigt, aber drehbar gelagert. Der Zahnkranz 13 ist mit dem rotierenden Gehäuse 14 fest verbunden. Kurbelwelle 9 und Gehäuse 14 haben die gleiche Drehrichtung, stehen aber in einem Überseitzungsverhältnis von 1:3 . Im drehbaren Gehäuse 14 werden vorzugsweise 4 Brennräume 15,16,17 und 18 gebildet und zwar durch das Gehäuse 1 und die mit Gehäuse 14 verbundenen Zylinder 19,20,21 und 22, sowie mit den Kolben 23,24,25-und 26. Die Brennräume werden abgedichtet durch Diehtelementö 27 und 27a gegen das feststehende Gehäuse 1, sowie mit Dichtungsringen 28 und 29, im jeweiligen Kolben gelagert, gegen die Zylinderwand. Zur Innenseite zu, ist an jedem Kolben ein Ölabstreif- u. Öldichtungsring 30 vorgesehen.The spark plug 2 is mounted in the stationary housing 1. Furthermore, there are exhaust gas outlet slots 3 and outlet channel 4, as well as mixture inlet slots 5, "inlet channel 6 and optionally an injection nozzle (not shown) on the circumference of the housing 1. For the cooling system there are channels 7, or for liquid cooling provided for air cooling the cooling fins 8. the G _e housing 1 can at the end faces by members 1a and 1b be separated. the drive or crank shaft 9 is supported ti in the housing. with the crankshaft 9, a gear 10 is mounted so in the direction of rotation that it can transmit radial forces. The two intermediate gears 11 and 12 are attached to the bearing point on the housing 1, but are rotatably mounted. The ring gear 13 is firmly connected to the rotating housing 14. Crankshaft 9 and housing 14 have the same direction of rotation, but are in an overshoot ratio of 1: 3. In the rotatable housing 14 there are preferably 4 combustion chambers 15, 16, 17 and 18 formed by the housing 1 and the cylinders 19, 20, 21 and 22 connected to the housing 14, as well as with the pistons 23, 24, 25 and 26 and 29, mounted in the respective piston, against the cylinder wall. Towards the inside, an oil control and oil sealing ring 30 is provided on each piston.

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In jedem Kolben 25, 24, 25 und 26 ist jeweils ein Bolzen 51 drehbar gelagert, Die Kolben 25 und 25 stehen mit den ·jeweiligen Bolzen 31 über ein vorzugsweise get/elites Pleuel 32a bzw. 32b mit dem vorgesehenen Kurbelzapfen der Kurbelwelle 9, für die Kraftübertragung, drehbar in Verbindung. Die Kolben 24 und 26 besitzen kein Pleuel, Dagegen ist der Kolben 24 durch ein Verbindungsglied 33 mit dem Kolben 23 und mit einem Verbindungsglied 34 mit dem Kolben 25 über die jeweiligen Bolzen 31 drehbar verbunden. Der Kolben 26 ist ebenfalls durch ein Verbindungsglied 35 mit dem Kolben 23 und mit einem Verbindungsglied 36 rnit dem Koloen 25 über die jeweiligen Bolzen 31 drehbar verbunden. Am drehbaren Gehäuse 14 sind an der Stirnseite Olaustrittsöffnungen 37 vorgesehen. Durch die Zwischenräume 38 und 39 wird das öl zur Kühlung in ein nicht dargestelltes Kühlsystem 40 geleitet und durch eine Pumpe wieder in das Innere des Gehäuses 14, durch eine Bohrung 41 in der Kurbelwelle 9, geleitet. Die Zylinder können vorzugsweise axial zueinander versetzt sein. (Fig.2) Das Gehäuse 14 kann an den Stirnseiten durch Teile 14a und 14b getrennt sein, wobei am Teil 14b der Zahnkranz 13 befestigt ist. Die Teile 14a und 14b müssen durch nichtdargesteilte Schraubverbindungen mit demIn each piston 25, 24, 25 and 26, a respective bolt 51 is rotatably mounted. The pistons 25 and 25 are connected to the respective bolts 31 via a preferably get / elite connecting rod 32a or 32b with the provided crank pin of the crankshaft 9, for the power transmission, rotatably connected. the Pistons 24 and 26 do not have a connecting rod, on the other hand, the piston 24 is connected to the piston 23 and with a connecting member 33 a connecting member 34 is rotatably connected to the piston 25 via the respective bolts 31. The piston 26 is also through a link 35 with the piston 23 and with a link 36 with the Koloen 25 over the respective bolts 31 rotatably connected. Oil outlet openings 37 are provided on the front side of the rotatable housing 14. Through the gaps 38 and 39, the oil for cooling is fed into a cooling system 40 (not shown) and again by a pump into the interior of the housing 14, through a bore 41 in the Crankshaft 9, guided. The cylinders can preferably be axially offset from one another. (Fig.2) The housing 14 can be attached to the Front sides be separated by parts 14a and 14b, with am Part 14b of the ring gear 13 is attached. Parts 14a and 14b must be screwed to the

14
Gehäuse verbunden sein.14th
Housing be connected.

Funktion der Ausführung I (Fig.^,2 u. 5)Function of execution I (Fig. ^, 2 and 5)

Drehbar gelagert ist Gehäuse 14 auf der Kurbelwelle 9.. Drehrichtung von G_ehäuse 14 und Achse 9 ist gleichsinnig* Das Übersetzungsverhältnis ist vorzugsweise 1:3, d.h. wenn .Housing 14 is rotatably mounted on the crankshaft 9 .. direction of rotation of G _e housing 14 and axle 9 is in the same direction * The transmission ratio is preferably 1: 3, that is, when.

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Gehäuse 14 sich 90° dreht, hat Achse 9 in gleicher Drehrichtung 270° zurückgelegt. Die Übersetzung erfolgt über Zahnrad 10, das fest mit der Achse 9 verbunden ist, die Zwischenräder 11 und 12, drehbar gelagert im Gehäuse 1 und über Zahnrad 13,· das fest mit Gehäuse 14 verbunden ist. Fig. 1 zeigt den Kolben 23 im äußeren Totpunkt, wobei im gebildeten Brennraum 15 das Gemisch bereits verdichtet ist. und zur Zündung gebracht wird mittels Zündkerze 2, Kolben befindet sich im inneren Totpunkt und hat die .Stellung nach dem Arbeitshub erreicht. Brennraum 16 enthält noch die Abgase. Der 'Im äußeren Totpunkt stehende Kolben 25 hat die Abgase im Brennraum 17 bereits ausgestoßen, wogegen im Brennraum 18 das frische Luft-Gas-Gemisch angesaugt wurde und der im inneren Totpunkt stehende Kolben 26 kurz vor der Verdichtung des Gemisches steht. Erfolgt nun die Zündung im Brennraum 15 wird der Kolben 23, radial zur Achsmitte gedrückt, gleichzeitig wird die Kraft über Pleuel 32a auf die Kurbelwelle 9 weitergeleitet. Ebenfalls zur gleichen Zeit drücken die Verbindungsglieder 33 den Kolben 24 und 35 den Kolben 26 nach außen. Dieser Vorgang wird unterstützt durch das Pleuel 32b, welches über Bolzen 31 den Kolben 25 nach innen zieht und das Verbindungsglied 34 den Kolben 24 und das Verbindungsglied 36 den Kolben 26 ebenfalls nach außen . schieben. Dadurch ist eine genaue radiale Bewegung der Kolben gewährleistet. Während der Radialbewegung der Kolben erfolgt gleichzeitig die Drehbewegung von Gehäuse 14. Der -^olben 23 hat auf dem V/_eg zwischen den äußeren Totpunkt zum inneren Totpunkt gleichzeitig eine Drehbewegung von 90° ausgeführtHousing 14 rotates 90 °, axis 9 has covered 270 ° in the same direction of rotation. The translation takes place via a gearwheel 10, which is firmly connected to the axle 9, the intermediate gears 11 and 12, rotatably mounted in the housing 1 and via a gearwheel 13, which is permanently connected to the housing 14. Fig. 1 shows the piston 23 in the outer dead center, the mixture being already compressed in the combustion chamber 15 formed. and is ignited by means of a spark plug 2, the piston is in the inner dead center and has reached the position after the working stroke. Combustion chamber 16 still contains the exhaust gases. The piston 25 in the outer dead center has already expelled the exhaust gases in the combustion chamber 17, whereas the fresh air-gas mixture was sucked in in the combustion chamber 18 and the piston 26 in the inner dead center is about to compress the mixture. If the ignition takes place in the combustion chamber 15, the piston 23 is pressed radially towards the center of the axis, and at the same time the force is passed on to the crankshaft 9 via connecting rods 32a. Also at the same time, the connecting members 33 push the piston 24 and 35 push the piston 26 outward. This process is supported by the connecting rod 32b, which pulls the piston 25 inward via bolts 31 and the connecting member 34 pulls the piston 24 and the connecting member 36 also pulls the piston 26 outward. push. This ensures precise radial movement of the pistons. During the radial movement of the pistons, the rotary movement of the housing 14 takes place at the same time. The piston 23 has _{simultaneously performed a rotary movement of 90 ° on the V / e} g between the outer dead center and the inner dead center

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und hat nun nach beendetem Arbeitshub die gleiche Stellung v/ie bisher Kolben 24 eingenommen. Kolben 24 übernimmt die Stellung von Kolben 25 die von Kolben 26 und Kolben 26 hat nach 90 Drehwinkel den Platz von Kolben 23 eingenommen. Pleuel 32a erhalt eine Druckbeanspruchung und hat von der Kurbelstellung E die Stellung F erreicht und dabei 270° zurückgelegt. Die andere Lagerstelle von Pleuel 32a am Kolben 23 bzw. Bolzen 31 verlagerte sich von der Stellung C in die Stellung D. Für Kolben 26 beginnt der Arbeitshub, für weitere 90 Drehwinkel am Gehäuse 14. Jetzt wird die Kraft über die Verbindungsglieder 35 und 36 halbiert auf die beiden Pleuel 32a und 32b verteilt weitergeleitet, wobei beide Pleuel eine Zugbeanspruchung erhalten. Alle anderen Kolben haben dabei ebenfalls den Totpunkt gewechselt. Nach weiteren 90° Drehwinkel von Gehäuse 14, also nach 180° von der Ausgangstellung aus, haben Pleuel 32a und 32b die Stellung getauscht, d.h.Pleuel 32b mit Kolben,-25 und Brennraum 17 stehen vor der Zündkerze 2 und am Beginn des Arbeitshubes. Es ist nun ein sich wiederholender Vorgang während der Umdrehung von Gehäuse 14, Der Weg eines Kolbens im 4-takt-Verfahren von der Zündung mit Arbeitsweg, Ausstoßen, Ansaugen, und Verdichten beträgt 360°, gleichzeitig hat sich die Kurbelwelle um: 1080° gedreht.and now has the same position after the end of the working stroke v / ie so far piston 24 taken. Piston 24 takes over the position of piston 25 that of piston 26 and piston 26 took the place of piston 23 after 90 angles of rotation. Connecting rod 32a receives a compressive load and has reached position F from crank position E and thereby 270 ° covered. The other bearing point of the connecting rod 32a on the piston 23 or bolt 31 has moved from the position C to position D. The working stroke begins for piston 26, for a further 90 angles of rotation on housing 14. Now the Force via the connecting members 35 and 36 is halved and passed on to the two connecting rods 32a and 32b, with both connecting rods are subjected to tensile stress. All other pistons have also changed their dead center. To a further 90 ° angle of rotation of housing 14, that is to say after 180 ° from the starting position, connecting rods 32a and 32b have the position exchanged, i.e. connecting rod 32b with piston, -25 and combustion chamber 17 are in front of the spark plug 2 and at the beginning of the working stroke. It is now a repetitive process during the rotation of housing 14, the path of a piston in the 4-stroke process from ignition to work, exhaust, intake, and compression is 360 °, at the same time the crankshaft has rotated by: 1080 °.

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Beschreibung der Ausführung II (Fig. 3,4 u.7)Description of version II (Fig. 3, 4 and 7)

Am feststehenden Gehäuse 41 sind angebracht, Zündkerze 2, Austrittsschlitze 42, Auslaßkanal 43, Sintrittsschlitze 44 und Eihtrittskanal 45. Ferner kann wahlweise an aer Zündstelle eine Einspritzvorrichtung, evtl. mit einem Vorbrennraum, angebracht werden. Kanäle 46 sind für die Flüssigkeitskühlung oder nicht angezeigte Kühlrippen 47 für -Luftkühlung vorgesehen. G-ehäuse 41 kann aus mehreren Teilen bestehen, (41a u. 4ib) Die Antriebs- oder Kurbelwelle 48 ist im Gehäuse 41 gelagert. Mit der kurbelwelle 48.ist eine Zahnrad 49 axial verschiebar aber radial ·. .-.-.mitn^hmbar gelagert. Zwischenräder 50 und 51 (Fig.6) sind mit dem feststehenden Gehäuse 41 verbunden, aber drehbar gelagert. Zwischenrad 51 ist mit dem Zahnkranz 52 im Eingriff, das fest mit dem drehbaren Gehäuse 53 verbunden ist. Kurbelwelle 48 und Gehäuse 53 haben die gleiche Drehrichtung und stehen über das Zahngetriebe in einem bestimmten Übersetzungsverhältnis. In diesem Beispiel vorzugsweise mit 1:3, ά.η. wenn Gehäuse 53 einen Drehwinkel von 90 zurückgelegt hat, so macht die kurbelwelle 270 . Das drehbare Gehäuse 53 ist auf der kurbelwelle 48 gelagert und kann aus verschiedenen Teilen bestehen. Im Gehäuse 53 sind ein Kolben 54 auf einem Bolzen 55 und ein Kolben 56 auf einem Bolzen 57 > drehbar gelagert. Die Kolben 54 und 56 bewegerjsich pendelartig um ihre Lagerstelle 55 bzw. 57. Der Kolben 54 bildet wechselweise die Brennräume 58 und 59 und der Kolben 56 bildet wechselweise die Brennräume 60 und 61. Die Brennräume sind abgedichtet an den Kolben 54 und 56 mit Dichtleisten 62 und 63 an Stirn- u. Seitenflächen, sowie an der Drehstelle mit je einer Dichtleiste 64, gegen das feststehende Gehäuse 41 mit Dichtringe 65 und 66.On the stationary housing 41 are attached spark plug 2, outlet slots 42, outlet channel 43, entry slots 44 and entry channel 45. Furthermore, an injection device, possibly with a pre-combustion chamber, can optionally be attached to the ignition point. Channels 46 are provided for liquid cooling or cooling fins 47 (not shown) for air cooling. The housing 41 can consist of several parts (41a and 4ib). The drive or crankshaft 48 is mounted in the housing 41. With the crankshaft 48, a gear 49 is axially displaceable but radially. .-.-. stored detachably. Intermediate gears 50 and 51 (FIG. 6) are connected to the stationary housing 41, but are rotatably mounted. Intermediate gear 51 is in engagement with the ring gear 52, which is fixedly connected to the rotatable housing 53. Crankshaft 48 and housing 53 have the same direction of rotation and are in a certain transmission ratio via the gear mechanism. In this example preferably with 1: 3, ά.η. When the housing 53 has covered an angle of rotation of 90, the crankshaft makes 270. The rotatable housing 53 is mounted on the crankshaft 48 and can consist of different parts. In the housing 53, a piston 54 on a bolt 55 and a piston are rotatably mounted on a bolt 57> 56th The pistons 54 and 56 move like a pendulum around their bearing points 55 and 57, respectively. The piston 54 alternately forms the combustion chambers 58 and 59 and the piston 56 alternately forms the combustion chambers 60 and 61. The combustion chambers are sealed on the pistons 54 and 56 with sealing strips 62 and 63 on the front and side surfaces, as well as at the pivot point with a sealing strip 64 each, against the stationary housing 41 with sealing rings 65 and 66.

Am Kolben 54 ist ein Bolzen 67, am Kolben 56 ein Bolzen 68A bolt 67 is on piston 54 and a bolt 68 is on piston 56

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drehbar gelagert. Die Kraftübertragung erfolgt bei Kolben 54 mit einem geteilten Pleuel 69, das zwischen Bolzen 67 und Kurbelzapfen 48a und bei Kolben 56 mit Pleuel 70 das zwischen Bolzen 68 und Kurbelzapfen 48b jeweils drehbar gelagert ist. Am rotierenden Gehäuse 53 sind ölkanäle 71 und Ölaustrittschlitze 72 an der Stirnseite vorgesehen* Ferner kann das 01 jeweils durch Bohrung 73 im Bolzen 55 und 57 durch die Bolzenbohrung· in die Zwischenräume 74 und 75 austreten .(Fig.7) um in einem Kühlsystem 40 gekühlt über Bohrung 76 in der Kurbelwelle 48 wieder in das Innere des Gehäuses 53 zurückgeführt werden,rotatably mounted. In the case of piston 54, the force is transmitted with a split connecting rod 69 which is connected between bolts 67 and crank pin 48a and for piston 56 with connecting rod 70 that each rotatable between bolt 68 and crank pin 48b is stored. Oil channels 71 are provided on the rotating housing 53 and oil outlet slots 72 provided on the front side * Furthermore, the 01 can in each case through hole 73 in the bolt 55 and 57 exit through the bolt bore into the spaces 74 and 75 (FIG. 7) and are cooled in a cooling system 40 be returned to the interior of the housing 53 via the bore 76 in the crankshaft 48,

Funktion der Ausführung II (Fig, 3,4 u.7)Function of version II (Fig, 3, 4 and 7)

D_as Gehäuse 53 ist drehbar gelagert auf der Kurbelwellenachse 48, Drehrichtung von beiden Teilen sind gleichsinnig. Das Übersetzungsverhältnis ist wie bei der Ausführung I vorzugsweise 1:3 d.h. wenn Gehäuse 53 sich 90° dreht, hat Antriebsachse 48 in gleicher Drehrichtung 270° zurückgelegt. Die Übersetzung erfolgt über das Zahngetriebe 49,50, 51 u. 52, InFig. 3 ist dargestellt, daß der um den Bolzen 55 pendelartig drehbar gelagerte Kolben 54 mit seiner Seite E verdichtet und den Brennraum 58 gebildet hat. Es kann die Zündung inittelts Zündkerze 2 erfolgen. Die Seite F von Kolben 54 bildet.den Brennraum 59 wo der Arbeitshub beendet ist und die Abgase ausgestoßen werden können. Kolben 56 der ebenfalls drehbar um Bolzen 57 gelagert ist, bildet mit der Seite G den Brennraum 60, Brennraum 60 hat bereits die Abgase ausgestoßen,D s _a housing 53 is rotatably supported on the crankshaft axis 48, the direction of rotation of the two parts are in the same direction. The transmission ratio is preferably 1: 3 as in version I, ie when the housing 53 rotates 90 °, the drive axis 48 has traveled 270 ° in the same direction of rotation. The translation takes place via the toothed gear 49, 50, 51 and 52, InFig. 3 it is shown that the piston 54, which is rotatably mounted in a pendulum-like manner about the bolt 55, has compressed with its side E and has formed the combustion chamber 58. The ignition can take place by means of spark plug 2. The side F of piston 54 forms the combustion chamber 59 where the working stroke has ended and the exhaust gases can be expelled. Piston 56, which is also rotatably mounted around bolts 57, forms combustion chamber 60 with side G, combustion chamber 60 has already emitted the exhaust gases,

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Im Brennraum 61 der von der Kolbenseite H des Kolbens 56 gebildet wird, ist das Gemisch bereite angesaugt und steht vor der Verdichtung. Nach erfolgter Zündung im Brennraum 58 wird die Kraft, über Bolzen 67 und Fleuel 69 über Kurbelvellenzapfen 48a an die Kurbelwelle 48 übertragen. Der Arbeitsvorgang erfolgt über 90 Drehwinkel vom Gehäuse 53. Nach diesem Arbeitsvorgang hat Kolben 56 mit seiner Seite H im Brennraum 61 verdichtet und hat nun die Stellung vor der Zündkerze 2 erreicht. Im Brennraum 60 wurde das frische Luft-Gas-Gemisch angesaugt. Brennraum 58 nach erfolgtem Arbeitstakt enthält noch die Abgase und im Brennraum 59 wurden die Abgase ausgestoßen. Nach diesem Arbeitsvorgang nimmt der Bolzen 6? die innere Stellung ein und hat den Weg von C nach D zurückgelegt, Gleichzeitig mittels Pleuel 69 hat Kurbelwellenzapfen 48a den Weg von A nach B zurückgelegt und die Achse 48 hat sich dabei um 270° gedreht. Pleuel 69 erhält eine Druckbeanspruchung» W_enn nun das verdichtete Gemisch im Brennraum 61 zur Zündung kommt und ein weiterer A_rbeitshub von 90° erfolgt, erhält Pleuel 70 eine "Zugbeanspruchung". Bei v/eiterer Drehung von Gehäuse 48 erfolgt nun alle 90° ein wiederholender Vorgang und ein Wechsel der Brennräume. Das zur Kühlung dienende Cl " tritt über Bohrung 76 in das Innere von Gehäuse 53 und verläßt es wieder über Schlitze 72 und Bohrungen 73.In the combustion chamber 61, which is formed by the piston side H of the piston 56, the mixture is already sucked in and is about to be compressed. After ignition has taken place in combustion chamber 58, the force is transmitted to crankshaft 48 via bolts 67 and Fleuel 69 via crankshaft journals 48a. The working process takes place over 90 angles of rotation of the housing 53. After this working process, the piston 56 has compressed with its side H in the combustion chamber 61 and has now reached the position in front of the spark plug 2. In the combustion chamber 60, the fresh air-gas mixture was sucked in. After the work cycle has taken place, combustion chamber 58 still contains the exhaust gases and the exhaust gases have been expelled in combustion chamber 59. After this operation, the bolt 6? the inner position and has covered the way from C to D, at the same time by means of connecting rod 69, crankshaft journal 48a has covered the way from A to B and the axis 48 has rotated 270 °. Connecting rod 69 receives a compressive stress "W _e nn now the compressed mixture in the combustion chamber 61 comes to the ignition and another A _r beitshub is from 90 °, the connecting rod 70 receives a" tensile stress ". When the housing 48 is rotated further, a repeating process and a change of the combustion chambers now takes place every 90 °. The C1 ″ used for cooling enters the interior of housing 53 via bore 76 and leaves it again via slots 72 and bores 73.

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Claims

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Patent claims

/ 1./ Combustion engine with variable combustion chambers after the 4-stroke system, but without valve controls, characterized in that the radially arranged and preferably opposing combustion chambers when rotating about the drive axis in every angular position always have the same volume if the volume of the combustion chambers changes radially at the same time.

2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that that the housing accommodating the combustion chamber is rotatable about the center of the drive axis.

3. Internal combustion engine according to claim 1 and 2, characterized in that the power transmission to Crankshaft takes place directly or indirectly.

4. Internal combustion engine according to claim 1 to 3, characterized in that according to embodiment I the pistons. perform a radial stroke movement and at the same time a rotary movement around the drive axis.

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5; Internal combustion engine according to Claims 1 to 4, characterized characterized in that the pistons are preferably radially opposite and one below the other by a scissor system are positively connected.

6. Internal combustion engine according to claim 1, 2 and 3, characterized characterized in that according to embodiment II, the pistons are rotatably mounted in the rotary housing and to form the Combustion chambers a pendulum-like movement around their axis, and at the same time ^ the drive shaft with the "housing" revolve.

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