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DE2613279A1 - Rotary piston IC engine with 2 annular working chambers - has wave form surfaces face to face with two mounted on rotating flange - Google Patents

Rotary piston IC engine with 2 annular working chambers - has wave form surfaces face to face with two mounted on rotating flange

Info

Publication number
DE2613279A1
DE2613279A1 DE19762613279 DE2613279A DE2613279A1 DE 2613279 A1 DE2613279 A1 DE 2613279A1 DE 19762613279 DE19762613279 DE 19762613279 DE 2613279 A DE2613279 A DE 2613279A DE 2613279 A1 DE2613279 A1 DE 2613279A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
machine according
wave
end faces
facing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19762613279
Other languages
German (de)
Inventor
Hans Helmuth Neher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19762613279 priority Critical patent/DE2613279A1/en
Publication of DE2613279A1 publication Critical patent/DE2613279A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C9/00Oscillating-piston machines or engines
    • F01C9/007Oscillating-piston machines or engines the points of the moving element describing approximately an alternating movement in axial direction with respect to the other element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

The rotary piston IC engine has 2 annular working chambers formed between the regular wave form inner end faces (21', 22') of 2 co-axial hollow cylinders (21, 22) and matching surfaces (27', 27") of a flange (27) on a rotor (24) fitting closely inside the cylinders. The waves on the flange faces are staggered, pref. by a quarter wavelength. One cylinder (21) is rigidly held by an outer casing and end flange. The other can move axially only, against springs (46) between it and the other end flange (36), bolted (37) to the first. Rotation plus axial movement of the rotor, and axial movement of the one cylinder (22) cause a cyclic variation in the volume of the spaces between the waveform faces.

Description

Brennkraftmaschine Internal combustion engine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine mit rotierendem Kolben.The invention relates to a rotating piston machine.

Derartige Maschinen sind an sich bekannt, haben sich jedoch bisher in der Praxis nicnt in dem ursprünglich erwarteten Umfang durchsetzen können, weil die bisher bekannten Ausführungsformen mit einer verhältnismäßig aufwendigen Kinematik arbeiteten und auch die Lebensdauer und der Kraftstoffverbrauch nicht den an Maschinen mit rotierendem Kolben geknüpften Erwartungen entsprach.Such machines are known per se, but have so far been in practice not be able to enforce to the extent originally expected, because the previously known embodiments with relatively complex kinematics worked and also the service life and fuel consumption not that of machines with a rotating piston met expectations.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Maschine mit rotierendem Kolben anzugeben, bei welcher durch ein neuartiges kinematisches Prinzip eine einfachere und daher kostensparendere Herstellung möglich wird und auftretende Abnutzungen durch entsprechende Nachstellmöglichkeit weitgehend kompensierbar sind.The invention has set itself the task of a machine with rotating Specify piston, in which a simpler one through a new kinematic principle and therefore more cost-effective production is possible and wear and tear that occurs can be largely compensated for by means of a corresponding adjustment facility.

Die Erfindung hat sich weiterhin zur Aufgabe gestellt, ein besonders einfaches, für die Anwendung bei Maschinen mit rotierendem Kolben gut geeignetes neues kinematisches Prinzip anzugeben.The invention has also set itself the task of a special simple, well-suited for use in machines with rotating pistons specify new kinematic principle.

Diese Aufgabe wird bei einer Maschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zwei Hohlzylinder koaxial zueinander mit Abstand voneinander angeordnet sind, deren einander zugewendete Stirnseiten entlang des Umfanges einen wellenartigen Verlauf haben, daß zwischen diesen Stirnseiten ein von einer zu den Zylindern koaxialen Welle getragener ringförmiger Rotor angeordnet ist, welche auf den, den genannten Stirnseiten zugewendeten Flächen einen entlang des Umfanges derartigen wellenartigen Verlauf aufweist, daß die Wellenlänge auf der Stirnseite des Hohlzylinders gleich ist der Wellenlänge der zugewendeten Rotorseite, so daß bei der Rotation des Rotors zwischen einer zugewendeten Stirnseite der beiden Hohlzylinder periodisch wechselnd Hohlräume von zuerst zunehmender und dann wieder abnehmender Größe gebildet werden.This task is thereby achieved in a machine of the type mentioned at the beginning solved that two hollow cylinders are arranged coaxially to one another at a distance from one another are whose facing end faces along the circumference a wave-like Have course that between these end faces a coaxial one to the cylinders Shaft carried annular Rotor is arranged which on the surfaces facing the said end faces have one such along the circumference has a wave-like course that the wavelength on the end face of the hollow cylinder is the same as the wavelength of the facing side of the rotor, so that during rotation of the rotor periodically between a facing end face of the two hollow cylinders alternating cavities of first increasing and then decreasing size are formed will.

Es ist zweckmäßig, wenn die Zahl und die Länge der Wellen auf beiden Seiten des Rotors gleich groß sind und die Wellen auf der einen Rotorseite gegen die Wellen auf der anderen Rotorseite entlang des Umfanges gegeneinander versetzt sind, vorzugsweise etwa um ein Viertel der Wellenlänge.It is useful if the number and length of the waves on both Sides of the rotor are the same size and the shafts on one side of the rotor are opposite the shafts on the other side of the rotor are offset from one another along the circumference are, preferably about a quarter of the wavelength.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Maschine als Brennkraftmaschine derart ausgebildet, daß den Hohlräumen Brennstoff zugefünrt und etwa im Zeitpunkt des jeweils geringsten Hohlraumyolumens gezündet und der verbrannte Brennstoff nach dem folgenden Arbeitshub wieder abgeführt wird.In a preferred embodiment, the machine is an internal combustion engine designed in such a way that fuel is supplied to the cavities and at about the time of the lowest void volume ignited and the burned fuel after the following working stroke is discharged again.

Hierbei ist es günstig, die welligen Ringflächen des Rotors und die diesen zugewendeten Stirnseiten der beiden Hohlzylinder derart auszubilden, daß die Wellenberge des einen Bauteils genau in die Wellentäler des anderen Bauteils passen, jedoch mit der Maßgabe, daß die Wellenberge der beiden Hohlzylinder im Bereich einer maximalen Amplitude eine Abflachung aufweisen.It is favorable here to use the wavy annular surfaces of the rotor and the to train these facing end faces of the two hollow cylinders in such a way that the wave crests of one component exactly into the wave troughs of the other component fit, but with the proviso that the wave crests of the two hollow cylinders in the area have a flattening of a maximum amplitude.

Weitere Ausgestaltungen und Fortbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further refinements and developments of the invention are shown in Characterized subclaims.

Im Nachstehenden wird die Erfindung in Verbindung mit den ein Ausführungsbeispiel darstellenden Figuren und zugehörigen Diagrammen näher beschrieben. Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the following the invention in connection with the one embodiment Described figures and associated diagrams in more detail. Corresponding to each other Parts are provided with the same reference symbols in the figures.

Bei den zum Teil schematisch vereinfacht gezeichneten Figuren zeigt: Fig.1 Diagramme zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung, Fig.2 die linke Hälfte eines Axialschnittes durch eine erfindungsgemäß ausgeführte Brennkraftmaschine, Fig.3 einen Querschnitt A - B durch eine Brennkraftmaschine nach Fig.2, Fig.4 bis 8 Diagramme zur Erläuterung des Bewegungsablaufes während eines Arbeitstaktes einer Verbrennungskammer der Brennkraftmaschine.In the figures, some of which are schematically simplified, shows: Fig.1 diagrams to explain the principle of the invention, Fig.2 the left half an axial section through an internal combustion engine designed according to the invention, 3 shows a cross section AB through an internal combustion engine according to FIG. 2, FIG. 4 to 8 diagrams to explain the sequence of movements during a work cycle of a Combustion chamber of the internal combustion engine.

Die Zeichnungen und Diagramme betreffen als Ausführungsbeispiel eine doppelt wirkende Brennkraftmaschine mit der Mindestzahl der erforderlichen Brennkammern.The drawings and diagrams relate to an exemplary embodiment double-acting internal combustion engine with the minimum number of combustion chambers required.

In Figur 1 ist schematisch vereinfacht angedeutet, wie sich das Volumen der Brennkammern bei der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Brennkraftmaschine während einer Umdrehung ändert, und zwar als Folge der Relativbewegung zwischen der ringförmigen Stirnfläche eines Hohlzylinders einerseits und der dieser zugewendeten Stirnfläche eines rotierenden Läufers andererseits. Der besseren Deutlichkeit halber ist der Hohlraum durch Schraffur deutlich sichtbar gemacht.In Figure 1 is indicated schematically simplified how the volume of the combustion chambers in the internal combustion engine shown in FIGS changes during one revolution, as a result of the relative movement between the annular end face of a hollow cylinder on the one hand and the one facing it On the other hand, the end face of a rotating rotor. For the sake of clarity the cavity is made clearly visible by hatching.

Es sind vier Bewegungsphasen a), b), c) und d) gezeichnet, und zwar als Abwicklung entlang des Umfanges der ringfbrmigen Stirnfläche des feststehenden Zylinders und der dieser zugewendeten Stirnfläche des Rotors. In den vier aufeinanderfolgenden Bewegungsphasen a), b), c) und d) ist jeweils links durch die Lint 10 die Stirnfläche des Rotors und rechts durch die die Linie 11 gegenüberliegende Stirnfläche des feststehenden Zylinders angedeutet. Sowohl die ringfö.rmie Stirnfläche des Zylinders als auch die gegenüberliegende Fläche des Rotor haben entlang des Umfanges einen wellenförmigen Verlauf.There are four movement phases a), b), c) and d) drawn, namely as a development along the circumference of the annular face of the stationary Cylinder and the face of the rotor facing this. In the four consecutive Movement phases a), b), c) and d) is each left through the lint 10, the end face of the rotor and to the right through the face of the stationary opposite the line 11 Cylinder indicated. Both the ring-shaped end face of the cylinder and the the opposite surface of the rotor have a wave-shaped along the circumference Course.

In der Darstellung gemäß Kurvenzug a) ist bei 12 ein kleiner Hohlraum 13 vorhanden, und zwar als Folge einer geringfügigen Abflachung der im Bereich der Maximalamplitude der wellenförmigen Oberfläche 10 des links gezeichneten feststehenden Zylinders.In the illustration according to curve a) there is a small cavity at 12 13 is present, as a result of a slight flattening of the area of the Maximum amplitude of the undulating surface 10 of the stationary drawn on the left Cylinder.

Dieser Hohlraum bildet die Brennkammer, und darin befindet sich im falle des Otto-Prinzips durch die vorangegangene Relativbewegung komprimiertes Zündungsluftgemisch bzw. im Falle eines Diesel-Prinzips komprimierte Luft, in welche der Kraftstoff eingespritzt wird. Bei 12 beginnt in jedem Fall die Verbrennung des vorhandenen Kraftstoffes. Kurvenzug b) zeigt als nächste Bewegungsphase ein Zwischenbild aus dem Arbeitshub. Der Rotor hat sich in Richtung des Pfeiles 14 weiterbewegt und dadurch ist das Volumen der schraffiert gezeichneten Brennkammer 13 größer geworden. Kurvenzug c) zeigt das Ende des Arbeitshubes.This cavity forms the combustion chamber, and in it is located the fall of the Otto principle by the previous relative movement compressed ignition air mixture or in the case of a diesel principle, compressed air, in which the fuel is injected. At 12, the existing one begins to burn in any case Fuel. Curve b) shows an intermediate image as the next movement phase the working stroke. The rotor has moved on in the direction of arrow 14 and thereby the volume of the hatched combustion chamber 13 has become larger. Curve c) shows the end of the working stroke.

In der Mitte der Brennkammer 13 ist zwischen den Linien 10 und 11 ein Maximalabstand 15 erreicht. In dem nun folgenden Kurvenzug d) ist deutlich erkennbar, daß durch weitere Relativbewegung des Rotors gegenüber dem feststehenden Zylinder das Volumen der Brennkammer 13 kleiner wird, also die verbrannten Gase nun durch ein - in der Figur nicht dargestelltes - Auslaßventil ausgestoßen werden. Gegenüber der Brennkammer 13 befindet sich, um 180 Grad versetzt, noch eine weitere Kammer 17, die durch andere Schraffierung gekennzeichnet ist. Im Kurvenzug a) ist die Kammer 17 am Ende der Ausschiebphase, also mit kleinstem Volumen, gezeichnet, im Kurvenzug b) ist diese Kammer während des Ansaugens, also mit bereits größerem Volumen, und im Kurvenzug c) in der Endphase des Ansaugens, also mit maximalem Volumen, dargestellt.In the middle of the combustion chamber 13 is between the lines 10 and 11 a maximum distance of 15 is reached. In the following curve d) it can be clearly seen that that by further relative movement of the rotor with respect to the stationary cylinder the volume of the combustion chamber 13 is smaller, so the burned gases now through an - not shown in the figure - exhaust valve are ejected. Opposite to the combustion chamber 13 is located, offset by 180 degrees, yet another chamber 17, which is indicated by different hatching. The chamber is in curve a) 17 at the end of the extension phase, i.e. with the smallest volume, drawn in a curve b) this chamber is during suction, i.e. with a larger volume, and in curve c) in the final phase of the suction, i.e. with maximum volume.

Bei der gewählten Darstellung ist im Kurvenzug c) unten der größte Teil der Kammer 17 und oben noch der dazugehörige Rest der Kammer 17 erkennbar.In the selected representation, curve c) is the largest at the bottom Part of the chamber 17 and the remainder of the chamber 17 belonging to it can be seen at the top.

Im Kurvenzug d) ist die Kammer 17 während der Kompression, also mit bereits verkleinertem Volumen, erkennbar.In curve d) the chamber 17 is during the compression, ie with already reduced volume, recognizable.

Die Kurvenzüge der Fig.1 lassen erkennen, wie durch die Relativbewegung von zwei wellenförmig ausgebildeten, einander zugewendeten Begrenzungsflächen Kraftstoff angesaugt, komprimiert, im Arbeitshub expandiert und schließlich wieder ausgestoßen wird. Für das Dieselprinzip gelten diese Diagramme sinngemäß. Die Bildung dieses zur Aufnahme des Kraftstoffes bestimmten Hohlraumes erfolgt also in Anlehnung an das Prinzip des Wankel-Motors, jedoch in einer wesentlich einfacheren und infolgedessen andersartigen Weise.The curves in FIG. 1 show how the relative movement fuel from two undulating, mutually facing boundary surfaces sucked in, compressed, expanded in the working stroke and finally ejected again will. These diagrams apply accordingly to the diesel principle. The formation of this for receiving the fuel is therefore based on the specific cavity the principle of the Wankel engine, but in a much simpler and consequently different way.

Die Stelle für das hinlaß- und das Auslaßventil bleibt bei allen aufeinanderfolgenden Phasen bzw. Takten unverändert; es ist gegebenenfalls auch möglich, das öffnen und Schließen der Ventilöffnungen durch Steuerkanten des Rotors zu vollziehen.The place for the inlet and outlet valve remains with all consecutive ones Phases or cycles unchanged; it is possibly also possible to open and Closing the valve openings to be carried out by the control edges of the rotor.

In Fig.2 ist ein Axialschnitt durch die linke Hälfte einer erfindungsgemäß ausgebildeten Brennkraftmaschine dargestellt.In Figure 2 is an axial section through the left half of an inventive trained internal combustion engine shown.

Diese besteht im wesentlichen aus zwei konzentrisch zur Achse 20 angeordnetenHohlzylinderh21 und 22. Die einander zugewendeten Stirnseiten 21' und 22' haben entlang ihres Umfanges einen wellenförmigen Verlauf, wie in Fig.1 dargestellt. Innerhalb der beiden Hohlzylinder ist ein Rotor 24 angeordnet, der an den in den Hohlzylindern 21 und 22 gelagerten Dichtringen 25 anliegt. Der Rotor kant einen nach außen vorspringenden ringförmigen Teil 27, dessen Stirnflächen 27' und 27" entlang ihres Umfanges denselben wellenförmigen Verlauf zeigen wie die Kurve 10.This essentially consists of two hollow cylinders h21 arranged concentrically to the axis 20 and 22. The mutually facing end faces 21 'and 22' have along their circumference a wavy course, as shown in Fig.1. Inside the two hollow cylinders a rotor 24 is arranged, which is mounted on the in the hollow cylinders 21 and 22 Sealing rings 25 is applied. The rotor edges an outwardly protruding annular shape Part 27, the end faces 27 'and 27 "of the same wave-shaped along their circumference Show course like curve 10.

In blig.l hat der Rotor an seiner Innenseite eine vorspringende Verzahnung 29, welche mit einem Ritzel kämmt, das verdrehungsfest auf der Abtriebswelle 31 befestigt ist.In blig.l the rotor has a protruding toothing on its inside 29, which meshes with a pinion that is torsion-proof on the output shaft 31 is attached.

Die beiden Hohlzylinder 21 und 22 und der sie umgebende gegen Verdrehung gesicherte Außenmantel 32 sowie die Abtriebswelle 31 sind in einem käfigartigen Gestell gelagert, welches aus zwei Stirnteilen 35 und 36 sowie mehreren, diese verbindenden, auen liegenden Schraubenbolzen besteht. Die Achse eines Schraubenbolzens ist mit 37 bezeichnet.The two hollow cylinders 21 and 22 and the one surrounding them against rotation secured outer jacket 32 and the output shaft 31 are in a cage-like Mounted frame, which consists of two end parts 35 and 36 as well as several connecting them, external screw bolts. The axis of a screw bolt is with 37 designated.

Während der hohlzylinder 21 über die Schraubenbolzen 40 und 41 fest mit dem Außenzylinder 32 und dem käfigartigen Rahmen 35, 36, 37 verbunden und gegen diesen außerdem mittels der Paßfeder 43 gesichert ist, ist der hohlzylinder 22 in diesem Käfig in Richtung der Achse 20 längsverschiebbar gelagert, wobei er mittels der Paßfeder 44 gegen Verdrehung gesichert ist.While the hollow cylinder 21 is fixed via the screw bolts 40 and 41 connected to the outer cylinder 32 and the cage-like frame 35, 36, 37 and against this is also secured by means of the feather key 43, the hollow cylinder 22 is in this cage mounted longitudinally displaceably in the direction of the axis 20, wherein he means the feather key 44 is secured against rotation.

Zwischen dem Stirnteil 36 und der zugewendeten Stirnseite des Hohl zylinders 22 sind als Energiespeicher wirkende Federelemente 46 angeordnet, welche den Hohlzylinder 22 gegen die zugewendete Stirnfläche 27" des Rotors 24 drücken. Die Vorspannung dieser Federelemente kann mittels mehrerer, entlang des Umfanges verteilter Schrauben eingestellt werden; in der Figur ist nur die Achse 37 einer dieser Schrauben angedeutet.Between the front part 36 and the facing end face of the hollow cylinder 22 acting as an energy storage spring elements 46 are arranged which press the hollow cylinder 22 against the facing end face 27 ″ of the rotor 24. These spring elements can be pretensioned by means of several along the circumference distributed screws can be adjusted; in the figure, only the axis 37 is one these screws indicated.

Die Abdichtung zwischen dem nach außen vorspringenden ringförmigen Teil 27 des Rotors 24 und dem Außenzylinder 32 wird mittels der Dichtringe 25 bewirkt.The seal between the outwardly protruding annular Part 27 of the rotor 24 and the outer cylinder 32 is effected by means of the sealing rings 25.

In den Zwischenraum zwischen den Innenflächen der Hohlzylinder 20 und 21 einerseits, und den diesen zugewendeten Ringflächen des Rotors andererseits, wird über die Leitungen 47 Drucköl zugeführt, welches ein einwandfreies Gleiten der betreffenden Flächen gewährleistet und in das Innere des Motorraumes abfließt. Die Oberfläche der Stirnseiten der Dichtringe 25 ist wellenförmig ausgeldet und die Dichtringe liegen in Nuten, welche in geringem Abstand von den einander zugewendeten Stirnflächen 21' bzw. 22' der beiden Hohlzylinder 21 bzw.Into the space between the inner surfaces of the hollow cylinders 20 and 21 on the one hand, and the annular surfaces of the rotor facing these on the other hand, is supplied via the lines 47 pressure oil, which ensures smooth sliding the relevant surfaces guaranteed and flows into the interior of the engine compartment. The surface of the end faces of the sealing rings 25 is formed in a wave shape and the sealing rings lie in grooves, which are at a small distance from those facing each other End faces 21 'and 22' of the two hollow cylinders 21 and

22 und parallel zu diesen angeordnet sind.22 and are arranged parallel to these.

Außerdem wira über die Leitung 48 Drucköl in den Ringspalt zugeführt, welcher von der Außenfläche des Kolbens 27, der Innenfläche des Hohlzylinders 32 und den Dichtringen 142 begrenzt wird. Das im Ringspalt befindliche Drucköl bewirkt eine hydrostratische Lagerung des Kolbens 27. Das Öl strömt entlang des Umfanges des Kolbens 27 und fließt durch die Öffnung 49 ab.In addition, pressure oil is fed into the annular gap via line 48, which from the outer surface of the piston 27, the inner surface of the hollow cylinder 32 and the sealing rings 142 is limited. The pressure oil in the annular gap causes a hydrostratic bearing of the piston 27. The oil flows along the circumference of the piston 27 and flows through the opening 49.

Aus Fig.3 ist zu erkennen, daß - in Drehrichtung des Rotors 24 gesehen - die öffnung 4 für die Ableitung kurz vor der Öffnung 48 für die Zufuhr des Drucköls liegt.From Figure 3 it can be seen that - seen in the direction of rotation of the rotor 24 the opening 4 for the discharge shortly before the opening 48 for the supply of the pressurized oil lies.

Fig.3 zeigt den Querschnitt durch die Brennkraftmaschine, entsprechend den Linien A - B der Fig.2. Aus dieser Figur ist deutlich zu ersehen, daß die Abtriebswelle 31 exzentrisch zur Achse 50 der Hohlzylinder 21 und 22 angeordnet ist.3 shows the cross section through the internal combustion engine, accordingly the lines A - B of Fig. 2. From this figure it can be clearly seen that the output shaft 31 is arranged eccentrically to the axis 50 of the hollow cylinders 21 and 22.

Die Wellenberge an den einander zugewendeten Stirnflächen 21' und 22t der beiden Hohlzylinder 21 und 22 sind etwas abgeflacht. Diese Abflachung ist derart geformt und bemessen, daß beim Übergang vom größten Volumen einer Brennkammer, also wenn zwei Wellentäler einander gegenüberstehen, zum kleinsten Volumen, wenn ein Wellenberg in einem Wellental liegt, für Otto-Motoren eine Verdichtung von 8 bis 15 Atmosphären, bei Dieselmotoren von 30 bis 50 Atmosphären erfolgt.The wave crests on the facing end faces 21 'and 22t of the two hollow cylinders 21 and 22 are somewhat flattened. This flattening is shaped and dimensioned in such a way that at the transition from the largest volume of a combustion chamber, so if two wave troughs face each other, to the smallest volume, if a wave crest lies in a wave trough, for gasoline engines a compression of 8 up to 15 atmospheres, for diesel engines from 30 to 50 atmospheres.

Im vorstehenden ist eine Maschine beschrieben, welche nach dem Vier-Takt-Verfahren arbeitet. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, diese Maschine derart zu modifizieren, daß sie nach dem Zwei-Takt-Verfahren arbeitet.In the above, a machine is described which after the four-stroke process is working. However, it is within the scope of the invention to modify this machine in such a way that that it works according to the two-stroke process.

Die Figuren 4 bis 8 zeigen fünf aufeinanderfolgende Bewegungsphasen während eines einmaligen Umlaufes des Rotors 24 der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine. Es sei vorausgesetzt, daß die Brennkraftmaschine auf jeder Seite des Rotors zwei Kammern bildet und die Verbrennung nach dem Viertaktverfahren arbeitet. Zu einer vollständigen Arbeitsperiode ist nur eine Umdrehung der Rotorwelle nötig.Figures 4 to 8 show five successive phases of movement during a single revolution of the rotor 24 of the internal combustion engine according to the invention. It is assumed that the internal combustion engine has two on each side of the rotor Chambers forms and the combustion works according to the four-stroke process. To a complete Working period is only required one revolution of the rotor shaft.

In den Figuren 4 bis 7 ist die Bezeichnungsweise der einzelnen Teile in Übereinstimmung mit den Figuren 2 und 3 gewählt.In the figures 4 to 7 the designation of the individual parts is chosen in accordance with FIGS. 2 and 3.

Der Rotor 24 bewegt sich in Richtung der Pfeile 60 relativ zu dem feststehenden Hohlzylinder 21 und den in Richtung des Pfeiles 61 verschiebbar gelagerten Hohlzylinder 22. Zwischen den Stirnflächen des Rotors und den ihm zugewendeten Stirnflächen 21' und 22' sind vier Brennkammern, die in der Reihenfolge der in ihnen stattfindenden Zündungen mit I, II, III bzw. IV bezeichnet sind, wobei die Brennkammer I der in dem Diagramm der Figur 1 eingezeichneten Brennkammer 13 entspricht.The rotor 24 moves in the direction of arrows 60 relative to the stationary hollow cylinder 21 and the one mounted displaceably in the direction of arrow 61 Hollow cylinder 22. Between the end faces of the rotor and the end faces facing it 21 'and 22' are four combustion chambers arranged in the order that they take place in them Ignitions are designated with I, II, III and IV, the combustion chamber I of the in corresponds to the diagram of Figure 1 drawn combustion chamber 13.

Durch die Relativbewegung zwischen wellenförmig ausgebildeten Stirnflächen des Rotors und den in analoger Weise wellenförmig ausgebildeten Stirnflächen 21' und 22' nimmt die Größe der einzelnen Brennkammern periodisch abwechselnd zu und ab.Due to the relative movement between wave-shaped end faces of the rotor and the similarly undulating end faces 21 ' and 22 'the size of the individual combustion chambers increases periodically and alternately away.

Bei der in Fig.4 dargestellten Bewegungsphase findet beim Ottoprozeß - der im folgenden beschrieben werden soll - in der Brennkammer I (welche dem Hohlraum 13 in Fig.1 entspricht) eine Zündung des komprimierten brennfähigen Gemisches statt.In the movement phase shown in Figure 4 takes place in the Otto process - which is to be described in the following - in the combustion chamber I (which corresponds to the cavity 13 in Figure 1 corresponds) an ignition of the compressed combustible mixture takes place.

Bei der in Fig.5 dargestellten Bewegungsphase hat sich der Rotor 24 in Richtung der Pfeile 60 nach links verschoben und das Volumen der Brerinkammer I, in welcher die Verbrennung stattfindet, ist größer geworden; diese Kammer leistet Arbeit.During the movement phase shown in FIG. 5, the rotor 24 has shifted to the left in the direction of arrows 60 and the volume of the Brerin chamber I, in which the combustion takes place, has grown larger; this chamber performs Job.

In Fig.6 hat die Brennkammer I ihr maximales Volumen erreicht, während diesen bei der in Fig.7 dargestellten Bewegungsphase bei geöffnetem-Auslaß bereits verringert ist. Der verbrannte Brennstoff wird aus Brennkammer I verdrängt. Die Bewegungsphase der Fig.8 zeigt das Ende des Auslaßtaktes der Brennkammer I; bei Weiterbewegung des Rotors 24 beginnt der Ansaugtakt.In Fig.6, the combustion chamber I has reached its maximum volume while this already in the movement phase shown in FIG. 7 with the outlet open is decreased. The burned fuel is displaced from combustion chamber I. the The movement phase of FIG. 8 shows the end of the exhaust stroke of combustion chamber I; at Further movement of the rotor 24 begins the intake stroke.

Die Brennkammer II ist in der in Fig.4 dargestellten Bewegungsphase mit zündfähigem Gemisch gefüllt. Dieses wird in der in Fig.5 dargestellten Bewegungsphase komprimiert und bei der in Fig.6 dargestellten Bewegungsphase gezündet.The combustion chamber II is in the movement phase shown in FIG filled with an ignitable mixture. This is shown in the movement phase shown in Fig.5 compressed and ignited in the movement phase shown in Figure 6.

Fig.7 zeigt den Arbeitshub der Brennkalener II und Fig.8 das Ende dieses Arbeitshubes der Brennkanmer II sowie den Zeitpunkt der Zündung des komprimierten Gemisches in der Brennkammer III.Fig.7 shows the working stroke of the burning calender II and Fig.8 the end this working stroke of the Brennkanmer II and the time of ignition of the compressed Mixture in the combustion chamber III.

Bei Weiterdrehung des Rotors 24 folgt der Arbeitstakt der Brennkammer III und der folgende Auslaßtakt, wie vorstehend sinngemäß in Zusammenhang mit den Brennkammern I und II beschrieben.When the rotor 24 continues to rotate, the working cycle of the combustion chamber follows III and the following exhaust cycle, as above in connection with the Combustion chambers I and II described.

Bei Weiterdrehung des Rotors um 900 gegenüber der in Fig.8 gezeichneten Stellung erfolgt dann die Zündung in Brennkammer IV und sinngemäß weiterhin Arbeitstakt, Auslaß und Verdichtung und es wird die in Fig.4 dargestellte Bewegungsphase erreicht5 worauf sich der beschriebene Vorgang sinngemäß wiederholt.When the rotor continues to rotate by 900 compared to that shown in FIG In this position, the ignition takes place in combustion chamber IV and, accordingly, the work cycle continues, Outlet and compression and the movement phase shown in Figure 4 is achieved5 whereupon the process described is repeated accordingly.

Claims (15)

Patentansprüche 1. Maschine mit rotierendem Kolben, d a d u r c e e k e n n z e i c h n e t, da? zwei Hohlzylinder (21,22) koaxial zueinander mit Abstand voneinander angeordnet sind, deren einander zugewendete Stirnseiten (21',22') entlang des Umfanges einen wellenartigen Verlauf iiaben, uaß zwischen diesen Stirnseiten ein von einer zu den Zylindern koaxialen Welle getragener ringförmiger Rotor (24) angeordnet ist, welcher auf den, den genannten Stirnseiten (21',22') zugewendeten Flächen (27',27") einen entlang des Umfanges derartigen wellenartigen Verlauf aufweist, daß die Wellenlänge auf der Stirnseite des nohlzylinders gleich ist der Wellenlänge der zugewendeten Rotorseite (27' bzw. Claims 1. Machine with rotating piston, d a d u r c e e k e n n n z e i n e t that? two hollow cylinders (21,22) coaxially with one another Are arranged at a distance from each other, the mutually facing end faces (21 ', 22') along the circumference a wave-like course iiaben, uaß between these end faces an annular rotor (24) carried by a shaft coaxial with the cylinders is arranged, which on the, the said end faces (21 ', 22') facing Surfaces (27 ', 27 ") has such a wave-like course along the circumference, that the wavelength on the face of the nohl cylinder is equal to the wavelength the facing rotor side (27 'resp. '7"), so dal bei der Rotation des Rotors (24) zwischen einer zugewendeter Stirnseite der beiden Hohlzylinder periodisch wechselnd Hohlräume (I,II,III,IV) von zuerst zunehmender und dann wieder abnehmender Gröbe gebildet werden. '7 "), so when the rotor (24) rotates between one facing Front side of the two hollow cylinders periodically changing cavities (I, II, III, IV) be formed by first increasing and then decreasing size. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl und die Länge der Wellen auf beiden Seiten (27',27") des Rotors (24) gleich groß sind und die eilen auf aer einen Rotorseite (27') gegen die Wellen auf der anderen Rotorseite (27") entlang des Umfanges gegneeinander versetzt sind, vorzugsweise etwa un ein Viertel der Wellenlänge.2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the number and length of the shafts on both sides (27 ', 27 ") of the rotor (24) are the same are large and rush on aer one rotor side (27 ') against the shafts on the other rotor side (27 ") are offset from one another along the circumference, preferably about a quarter of the wavelength. 3. Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, das sie als BrennKraftmaschine ausüebildet, daß den Iiohlräumen (I, I,III,IV) Brennstoff zugeführt und etwa im Zeitpunkt des jeweils geringsten Hohlraumvolumens gezündet und der verbrannte Brennstoff nach dem folgenden Arbeitshub wieder abgeführt wird.3. Machine according to claim 1 and 2, characterized in that it as an internal combustion engine that the Iiohläume (I, I, III, IV) fuel supplied and ignited at about the time of the smallest cavity volume in each case and the burned fuel is discharged again after the next working stroke. 4 Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Formgebung der welligen Ringflächen des Rotors (24) und aer diesen zugewendeten Stirnseiten der beiden Hohlzylinuer (21,22), daß die Wellenberge des einen Bauteils genau ir die Wellentäler des anderen Bauteils passen, jedoch mit der Maßgabe, daß die Wellenberge der beiden Hohlzylinder (21,22) im Bereich einer maximalen Amplitude eine Abflachung aufweisen.4 Machine according to claim 1, characterized by such a shape the wavy annular surfaces of the rotor (24) and the end faces facing them of the two hollow cylinders (21, 22) that the wave crests of one component are exactly ir the wave troughs of the other component fit, but with the proviso that the wave crests of the two hollow cylinders (21, 22) have a flattening in the region of a maximum amplitude exhibit. 5. maschine nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dag die Abflachung der Wellenberge an den welligen Stirnflächen (21' und 22') der beiden Hohlzylinder (21,22) derart geformt uns bemessen ist, daß beim Übergang vom größten Volumen einer Brennkammer, also wenn zwei Wellentäler einander gegenüberstehen, zum kleinsten Volumen, also wenn ein Wellenberg in einem Wellental liegt, bei Otto-Motoren eine Verdichtung von 8 bis 15 bzw. bei Dieselmotoren von 30 bis 50 Atmosphären erfolgt.5. Machine according to claim 1 and 4, characterized in that the dag Flattening of the wave crests on the wavy end faces (21 'and 22') of the two Hollow cylinder (21,22) is shaped and dimensioned in such a way that the transition from the largest Volume of a combustion chamber, i.e. when two wave troughs face each other, to the smallest volume, i.e. when a wave crest lies in a wave trough, in Otto engines a compression of 8 to 15 or, in the case of diesel engines, of 30 to 50 atmospheres takes place. 6. Maschine nach Anspruch 1> dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (24) eine entlang des Umfanges wellenförmig gestaltete Kreisringscheibe (27) aufweist und beiderseits dieser Scheibe je einen koaxialen hohlzylindrischen Fortsatz trc';gt, dessen Außenradius kleiner ist als der äußere Radius der Scheibe.6. Machine according to claim 1> characterized in that the rotor (24) has a circular ring disc (27) configured in a wave-shaped manner along the circumference and on both sides of this disc a coaxial hollow cylindrical extension trc '; gt, whose outer radius is smaller than the outer radius of the disc. 7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hohlzylinder (21,22) je wenigstens einen Dichtring (25) tragen, welche den Brennraum zwischen zylindrischer Außenseite des Rotors (24) und Innenseite des Außenmantels (32) abdichten.7. Machine according to claim 6, characterized in that the two Hollow cylinders (21, 22) each carry at least one sealing ring (25) which defines the combustion chamber between the cylindrical outside of the rotor (24) and the inside of the outer shell (32) seal. 8. Maschine nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflache der Stirnseiten der Dichtringe (25) wellenförmig ausgebildet ist una die Dichtringe (25) in Nuten liegen, welche in geringem Abstand von den einander zugewendeten Stirnseiten (21' bzw. 22') der beiden Hohlzylinder (21,22) und parallel zu diesen angeordnet sind. 8. Machine according to claim 1 and 7, characterized in that the The surface of the end faces of the sealing rings (25) is wave-shaped and una the sealing rings (25) lie in grooves which are at a small distance from each other facing end faces (21 'or 22') of the two hollow cylinders (21,22) and parallel to these are arranged. 9. maschine nacü Anspruch b, dadurcn gekennzeichnet, dab der Außenmantel (32) im ereich zwischen den beiden Dichtringen (42) wenigstens eine Nffnun (48) fÜr die Zufuhr von Drucköl und wenigstens eine Öffnung (49) für die Ableitung dieses Drucköls hat. 9. machine according to claim b, characterized by the fact that the outer jacket (32) in the area between the two sealing rings (42) at least one opening (48) for the supply of pressure oil and at least one opening (49) for the discharge of this Pressure oil has. 10. Maschine nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß, in Drehrichtung (60) des Rotors (24) gesehen, die Öffnung (49) für die Ableitung des Drucköls kurz vor der Öffnung (48) für die ZufUhr des Drucköls liegt.10. Machine according to claim 1 and 9, characterized in that, in Direction of rotation (60) of the rotor (24) seen, the opening (49) for the derivation of the Pressurized oil is just in front of the opening (48) for the supply of pressurized oil. 11. maschine nach Anspruch 1 und 10, gekennzeichnet durch eine Ölzuführung (47) zu der von der vorspringenden Ringscheibe (27) des Rotors (24) abgewendeten Seite der Dichtringe (25), durch welche Drucköl zugeführt wird, welches nach oben bzw. unten zwischen der Außenseite (24') der honlzylindrischen Teile des Rotors (24) und der Innenseite der Hohlzylinder (21,22) abfließt.11. Machine according to claim 1 and 10, characterized by an oil supply (47) to the one facing away from the projecting washer (27) of the rotor (24) Side of the sealing rings (25) through which pressurized oil is supplied, which is upwards or at the bottom between the outside (24 ') of the wood-cylindrical parts of the rotor (24) and the inside of the hollow cylinder (21,22) flows off. 12. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem feststehenden Gehäuse bzw. Käfig (36) einerseits, und dem in axialer Richtung verschiebbar gelagerten Hohlzylinder (22) andererseits, ein Kraftspeicher (46) angeordnet ist, der vorzugsweise aus Federn besteht.12. Machine according to claim 1, characterized in that between the stationary housing or cage (36) on the one hand, and the one in the axial direction displaceably mounted hollow cylinder (22) on the other hand, an energy storage device (46) is arranged is, which preferably consists of feathers. 13. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Raum zwischen Gehäuse bzw.Käfig (36) einerseits und Außenmantel (32) sowie beweglichem Kolben (22) andererseits vorgesehen ist, der mit Ö1 gefüllt ist, wobei der Öldruck durch abwechselnde Zufuhr bzw. Ableitung des Öls im Rhythmus mit der Axialverschiebung des Hohlzylinders (22) gesteuert wird.13. Machine according to claim 1, characterized in that an annular Space between the housing or cage (36) on the one hand and the outer casing (32) and the movable one Piston (22) on the other hand is provided which is filled with oil, the oil pressure by alternating supply and discharge of the oil in rhythm with the axial displacement of the hollow cylinder (22) is controlled. 14. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor auf seiner Innenseite eine Verzahnung (29) besitzt, welche mit einem auf der Abtriebswelle (31) drehfest befestigten Ritzel (30) kämmt.14. Machine according to claim 1, characterized in that the rotor has a toothing (29) on its inside, which with one on the output shaft (31) non-rotatably attached pinion (30) meshes. 15. Maschine nach Anspruch 1 und 145 dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (31) innerhalb des Rotors (24) außermittig zu diesem angeordnet ist.15. Machine according to claim 1 and 145, characterized in that the The output shaft (31) is arranged within the rotor (24) eccentrically to this.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2805566A1 (en) * 2000-02-29 2001-08-31 Abdeslam Amine Laraki IC engine comprises two annular stators surrounding an annular rotor, the stators having corrugated base with a periodic profile placed one on top of the other with an half-period angle of rotation between them

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FR2805566A1 (en) * 2000-02-29 2001-08-31 Abdeslam Amine Laraki IC engine comprises two annular stators surrounding an annular rotor, the stators having corrugated base with a periodic profile placed one on top of the other with an half-period angle of rotation between them

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