DE424010C

DE424010C - Internal combustion engine with cylinders and pistons rotating in an annular channel

Info

Publication number: DE424010C
Application number: DEE27439D
Authority: DE
Original assignee: CHRISTIAN EISENHART; FRIEDRICH VOOES; OSKAR L SKOPIK DIPL ING
Current assignee: CHRISTIAN EISENHART; FRIEDRICH VOOES; OSKAR L SKOPIK DIPL ING
Priority date: 1921-12-08
Filing date: 1921-12-08
Publication date: 1926-01-15

Description

Verbrennungskraftmaschine mit in einem Ringkanal umlaufenden Zylindern und Kolben. Bei Verbrennungskraftmaschinen mit in einem Ringkanal von kreisförmigem .Querschnitt umlaufenden Zylindern und von diesen geführten Arbeitskolben wird gemäß der Erfindung erschütterungsfreier Gang dadurch erzielt, daß beide Kolbenarten in der Mittelebene der Maschine paarweise einander gegenüber angeordnet sind und daß sowohl der Träger für die Zylinder als auch der in der Umfangsrichtung gegen diesen Träger versetzte Träger für die Arbeitskolben denselben in der Mittelebene der Maschine angeordneten, vom Inneren der Maschine nach dem Ringkanal führenden Ringspalt durchsetzt. Die zur Übertragung der Bewegung vom einen Träger auf den anderen die-ienden, ebenfalls paarweise einander gegenüberliegenden Kurbelgetriebe sind ebenfalls in der Mittelebene der Maschine angeordnet, während die zu je einem Übertragungsgetriebe gehörigen Planetenräder nebst ihren Trägern, entsprechend verdoppelt, sich in symmetrischen Lagen zu_ r Mittelebene der Maschine befinden. Gleichzeitig. mit erschütterungsfreiem Gang wird gemäß .er Erfindung sehr hohe Gleich.. förtnigkeit dadurch erreicht, daß in jedem der beiden einander gegenüberliegenden Zylinder bei jedem vollen Umlauf zwei volle Kreisläufe vollendet werden und dabei die Arbeits= kreisläufe in den beiden Zylindern in um goj gegeneinander versetzten Zylinderlagen statt= finden.Internal combustion engine with cylinders rotating in an annular channel and piston. In internal combustion engines with in an annular channel of circular .Cross-section rotating cylinders and working pistons guided by them is in accordance with the invention achieved vibration-free gear that both types of pistons in the center plane of the machine are arranged in pairs opposite one another and that both the support for the cylinders and that in the circumferential direction against them Carrier offset carrier for the working piston the same in the center plane of the machine arranged, penetrated from the inside of the machine to the ring channel leading annular gap. That for the transmission of the movement from one carrier to the other die-ienden, likewise crank mechanisms facing each other in pairs are also in the center plane the machine arranged, while each belonging to a transmission gear Planet gears and their carriers, doubled accordingly, become symmetrical Layers are in relation to the center plane of the machine. Simultaneously. with vibration-free Gear is achieved according to .er invention very high equality in each of the two opposing cylinders on each full revolution two full cycles are completed and the working cycles in the two cylinders in cylinder positions offset from one another by goj = take place.

Auf der Zeichnung zeigt Abb. r schematisch den Längsschnitt und Abb. z schematisch den Querschnitt einer ersten Ausführungsform einer gemäß der Erfindung durchgebildeten Verbrennungskraftmaschine.In the drawing, Fig.r shows the longitudinal section and Fig. z schematically shows the cross section of a first embodiment of one according to the invention trained internal combustion engine.

Abb.3 ist der schematische Querschnitt einer zweiten Ausführungsform.Fig.3 is the schematic cross section of a second embodiment.

Bei der ersten Ausführungsform sind die beiden-- einander in der Symmetrieebene- der Maschine gegenüberliegenden, als Führungen für die eigentlichen Arbeitskolben dienenden Zylinder. I und II mittels eines Träger-s--ro, der fest -auf- der- Motorwelle r. sitzt; miteinander verbunden. Die in den Zylindern geführten Arbeitskolben 7 sind mittels je einer Schubstange i9 mit je einem auf der Motorwelle i lose drehbaren Träger 18 verbunden, der die auf die Arbeitskolben ;7 wirkenden Drücke aufnimmt und mittels j e einer Pleuelstange 21 mit je einer im Träger io gelagerten Kurbelwelle 12, in Verbindung steht. Die Träger 18 und 1o sind in der Umfangsrichtung gegeneinander versetzt, so daß sie beide in der Mittelebene A-A der Maschine untergebracht werden können und beide den nämlichen vom Inneren des geteilten Gehäuses 2, 3 nach dem Ringkanal 5 führenden Ringschlitz 8 zu durchsetzen vermögen. Die Pleuelstangen 2i und Kurbeln 12 sind ebenfalls in symmetrischen Lagen einander gegenüber in der Mittelebene der Maschine angeordnet.In the first embodiment, the two - each other in the plane of symmetry - opposite the machine, as guides for the actual working piston serving cylinder. I and II by means of a carrier s - ro, the fixed -on- the- motor shaft r. sits; together tied together. The ones guided in the cylinders Working pistons 7 are each by means of a push rod i9, each with one on the motor shaft i loosely connected to the rotatable carrier 18, which acts on the working piston; 7 Absorbs pressures and by means of a connecting rod 21 each with one in the carrier io mounted crankshaft 12, is in connection. The carriers 18 and 1o are in the Circumferentially offset from one another so that they are both in the center plane A-A the machine and both the same from the inside of the divided housing 2, 3 after the ring channel 5 leading ring slot 8 to enforce capital. The connecting rods 2i and cranks 12 are also in symmetrical positions arranged opposite one another in the center plane of the machine.

Jede der beiden Kurbelwellen ist gemäß Abb. 2 an zwei zur Mittelebene A-A symmetrisch gelegenen Stellen an dem nach innen hin in zwei symmetrische Stützen verzweigten Träger io gelagert und beiderseits mit je einem Planetenrad 15 verbunden, welches mit einem innen verzahnten, im ruhenden Gehäuse befestigten Rad 16 dauernd in Eingriff steht und sich innerhalb desselben abwälzt. Es sind also im ganzen vier Planetenräder 15 vorgesehen, die paarweise um je 18o° in der Umfangsrichtung gegeneinander versetzt und paarweise symmetrisch zur Mittelebene A'-A angeordnet sind. Jedes der beiden ebenfalls symmetrisch zur Mittelebene A-A angeordneten, innen verzahnten Räder 16 ist mit je einer Hälfte 2, 3 des feststehenden Motorgehäuses verschraubt.Each of the two crankshafts is shown in Fig. 2 at two to the center plane A-A symmetrically located points on the inside into two symmetrical supports branched carrier io stored and connected on both sides with a planet gear 15, which with an internally toothed, fixed in the stationary housing wheel 16 permanently is engaged and rolls within it. So there are four in all Planet gears 15 are provided, which are mutually paired by 180 ° in the circumferential direction are offset and arranged in pairs symmetrically to the center plane A'-A. Each of the both also arranged symmetrically to the center plane A-A, internally toothed Wheels 16 are screwed to each half 2, 3 of the stationary motor housing.

Die Planetenräder 15 sind zum ruhenden Rad 16 im Verhältnis i : 4 übersetzt, so daß jedes Planetenrad und somit auch die damit verbundene Kurbelwelle 12 bei jeder vollen Umdrehung der Kurbelwelle i vier Umdrehungen ausführt. Da je einer Umdrehung der Kurbelwelle i 2 ein Doppelhub des zugehörigen Arbeitskolbens 7 entspricht, so ergibt sich, daß bei jeder vollen Umdrehung der Kurbelwelle i die zugehörigen Arbeitskolben der Zylinder I und II viermal zwei Doppelhübe ausführen. Arbeitet die Verbrennungskraftma.schine als Viertaktmasehine, so vollziehen sich in den beiden Zylindern die einzelnen vier Takte jedes Arbeitskreislaufes während einer vollen Umdrehung der Motorwelle je zweimal, so daß bei zwei Zylindern zier Kraftantriebe bei jeder vollen Umdrehung der Motorwelle i stattfinden. Diese Kraftantriebe erfolgen gemäß der Erfindung in gleichen Winkelabständen, also um je ein Viertel einer Wellenumdrehung gegeneinander versetzt. Hieraus ergibt sich eine hohe Gleichförmigkeit, welche durch Vervielfachung der einzelnen Maschine in der Art, daß die Zylinder und Kolben der einen Maschine um je einen Bruchteil von go° gegenüber den Zylindern und Kolben der folgenden Maschine längs der Motorwelle versetzt sind, noch gesteigert werden kann.The planet gears 15 are in the ratio i: 4 to the stationary wheel 16 translated so that each planet gear and thus also the crankshaft connected to it 12 executes four revolutions for each full revolution of the crankshaft i. Since ever one revolution of the crankshaft i 2 a double stroke of the associated working piston 7 corresponds, it follows that with each full revolution of the crankshaft i the Perform two double strokes four times for the associated working piston of cylinders I and II. If the internal combustion engine works as a four-stroke engine, then take place in the two cylinders the individual four cycles of each working cycle during a full revolution of the motor shaft twice, so that two cylinders are decorative Power drives take place at every full revolution of the motor shaft i. These power drives take place according to the invention at the same angular intervals, that is to say by a quarter one shaft revolution offset against each other. This results in a high degree of uniformity, which by multiplying the individual machine in such a way that the cylinders and pistons of one machine by a fraction of go ° each compared to the cylinders and pistons of the following machine are offset along the motor shaft can be.

In Abb. i ist die Aufeinanderfolge der Takte für die beiden Zylinder ersichtlich gemacht. Das Ansaugen findet statt, während der Zylinder I sich durch die Bogenabschnitte A-B oder E-F bewegt; in den Bogenabschnitten B-C und F-G findet die Verdichtung, in den Bogenabschnitten C-D und G-H die Ausdehnung und in den Bogenabschnitten D-E sowie H-A das Auspuffen statt. Für den Zylinder II erfolgt hingegen in den Bogenabschnitten C-D und G-H das Ansaugen, in den Bogenabschnitten D-E und H-A die Verdichtung, in den Bogenabschnitten E-F und A-B die Ausdehnung und in den Bogenabschnitten F-G und B-C das Auspuffen.In Fig. I is the sequence of the strokes for the two cylinders made evident. The suction takes place while the cylinder I is through moves the arc sections A-B or E-F; in arc sections B-C and F-G the compression, in the arched sections C-D and G-H the expansion and in the arched sections D-E and H-A exhaust instead. For the cylinder II, however, takes place in the arc sections C-D and G-H the suction, in the arch sections D-E and H-A the compression, in the arc sections E-F and A-B the extension and in the arc sections F-G and B-C the exhaust.

Es ist notwendig, die im Gehäuse vorgesehenen Ein- und Auspufföffnungen 23, 24 für den einen Zylinder und die Gehäuseöffnungen 25, 26 für den anderen Zylinder voneinander zu trennen, weshalb die Öffnungen 23, 24 für den Zylinder I bei der Ausführungsform nach Ab'u. 2 an der linken Seite, die Öffnungen 25, 26 für den Zylinder II hingegen auf der rechten Seite der Maschine vorgesehen werden. Dementsprechend befindet sich am Zylinder I dessen Steueröffnung 24Q links, hingegen die Steueröffnung des Zylinders II auf der rechten Seite. In Abb. i sind die am Gehäuse ersichtlich gemachten Ein- und Auslaßstutzen aus der gezeichneten schematischen Lage in Wirklichkeit um die Tangente an die Ringkanalmittellinie um go°, und zwar die mit I bezeichneten nach vorn, die mit II bezeichneten nach hinten, gedreht zu denken, derart, daß die Öffnungen 23 und 24 auf der linken Seite und die Öffnungen 25 und 26 auf der rechten Seite der Abb. 2 sich befinden.It is necessary to use the inlet and exhaust openings provided in the housing 23, 24 for one cylinder and the housing openings 25, 26 for the other cylinder to separate from each other, which is why the openings 23, 24 for the cylinder I in the Embodiment according to Ab'u. 2 on the left, the openings 25, 26 for the cylinder II, however, can be provided on the right side of the machine. Accordingly the control port 24Q is located on the left of cylinder I. The control port, however of cylinder II on the right. In Fig. I they can be seen on the housing made inlet and outlet from the drawn schematic position in reality around the tangent to the ring channel center line around go °, namely the one marked with I. to the front, those marked with II to the rear, to think rotated, in such a way that the Openings 23 and 24 on the left and openings 25 and 26 on the right Side of Fig. 2.

Bei der einseitigen parallelen Anordnung der Auspufföffnungen wird durch den Rückdruck der austretenden Gasmassen bei jedem Auspuffen ein Biegungsmoment hervorg--rufen, welches die sonst vollkommene Erschütterungsfreiheit der Maschine beeinträchtigt. Diesen Nachteil beseitigt die in Abb. 3 dargestellte Anordnung, bei welcher jeder Zylinder in einem rohrförmigen, entsprechend der Krümmung der Kanalachse gekrümmten Steuerschieber 22 läuft. In Abb. 3 ist außerdem der Planetenradträger 13 vom Zylinderträger ia gesondert dargestellt, was aber die Wirkung nicht weiter beeinflußt, weil die Träger i o und 13 starr miteinander verbunden sind.With the one-sided parallel arrangement of the exhaust openings a bending moment due to the back pressure of the exiting gas masses with each exhaust evoke, which is the otherwise complete freedom from vibrations of the machine impaired. This disadvantage is eliminated by the arrangement shown in Fig. 3, in which each cylinder in a tubular, corresponding to the curvature of the Channel axis curved control slide 22 runs. In Fig. 3 is also the planet carrier 13 shown separately from the cylinder carrier, but this does not further affect the effect influenced because the carrier i o and 13 are rigidly connected to one another.

Abb. 3. ist von der entgegengesetzten Seite (vgl. den die Drehrichtung angebenden Pfeil) wie Abb. i gesehen. Die Öffnungen 2? der einander gegenüber befindlichen Steuerschieber 22 befinden sich im allgemeinen in verschiedenen Lagen gegenüber der Steueröffnung 28 des zugehörigen Zylinders I oder 11, so daß diese Öffnungen nicht zur gleichen Zeit, sondern bei den Zylindern I und II um eine Viertelumdrehung gegeneinander versetzt, freigelegt und verschlossen werden.Fig. 3 is seen from the opposite side (see the arrow indicating the direction of rotation) as in Fig. I. The openings 2? the opposing control slide 22 are generally in different positions with respect to the control opening 28 of the associated cylinder I or 11, so that these openings are not exposed and closed at the same time, but rather offset by a quarter turn in the case of cylinders I and II .

Die Steuerschieber 22 laufen wie die Zylinder selbst um; sie führen außerdem entsprechend den benötigten Steuerbewegungen kleine Schwingungen aus, die durch ein beliebiges, nicht gezeichnetes Steuergetriebe hervorgebracht werden.The spool 22 rotate like the cylinder itself; they lead in addition, according to the required control movements, small vibrations that can be produced by any control gear, not shown.

Infolge der Verwendung der rohrförmigen Steuerschieber können die Mittellinien aller Steueröffnungen in die Mittelebene A-A verlegt werden, so daß alle einseitigen Kraftwirkungen entfallen. Insbesondere liegen stets je zwei Einströmöffnungen 2g, 29 und je zwei Auspufföffnungen 30, 3o einander diametral gegenüber, so daß die zu gleichen Zeiten in je zwei solchen Öffnungen erfolgenden Auspuffungen einander ausgleichende Rückdruckkräfte ergeben. Bei Abb.3 sind also die an die Anschlußstutzen 23, 2q., 25, 26 angeschlossenen Steueröffnungen 29 und 30 in ihrer richtigen Lage und Länge gezeichnet, nicht um go° gedreht wie in Abb. i.As a result of the use of the tubular spool valve, the Center lines of all control openings are relocated in the center plane A-A, so that all unilateral force effects are omitted. In particular, there are always two inflow openings 2g, 29 and two exhaust ports 30, 3o diametrically opposite each other, so that the exhausts occurring at the same time in two such openings each other compensating back pressure forces result. In Fig.3 there are those on the connecting pieces 23, 2q., 25, 26 connected control openings 29 and 30 in their correct position and length drawn, not rotated by go ° as in Fig. i.

Durch die die Erfindung bildende Einrichtung werden ohne Zuhilfenahme irgendwelcher sonst nicht benötigter Ausgleichmassen die schwingenden sowie die umlaufenden Massen in sich ausgeglichen. Außerdem wird der gleiche hohe Gleichförmigkeitsgrad erreicht, wie wenn acht stehende Zylinder auf um je go° gegeneinander versetzte Kurbeln arbeiten.Through the device forming the invention, without assistance any otherwise not required balancing weights the oscillating as well as the circulating masses balanced in itself. It also has the same high degree of uniformity achieved as if eight standing cylinders were offset against each other by go ° Cranks work.

Noch größere Gleichförmigkeit ergibt sich dadurch, daß zwei Motoren der beschriebenen Art, um je 4.5° gegeneinander versetzt, hintereinander auf derselben Welle angeordnet werden (Zwillinge mit acht um 45' gegeneinander versetzten Zündungen). In entsprechender Weise können Drillinge mit zwölf Zündungen, Vierlinge mit sechzehn Zündungen usw. aufgebaut werden.Even greater uniformity results from having two motors of the type described, each offset by 4.5 °, one behind the other on the same Shaft (twins with eight ignitions offset by 45 'from one another). Similarly, triplets with twelve ignitions, quadruplets with sixteen Ignitions etc. are built up.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Internal combustion engine with cylinders and pistons rotating in the circumferential direction of an annular channel of circular cross-section the cylinder carrier (i3) as well as the piston carrier (i8) offset in the circumferential direction against the cylinder carrier (i3) through the annular gap (8) arranged in the center plane (AA) and leading from the inside of the machine to the annular channel (5), and that also the crank gears (12, 21), which are used to transmit the movement from one carrier to the other and are also located opposite one another in pairs, are arranged in the central plane (AA), whereby the planet gears (i5) belonging to one of these gears together with their carriers ( io), doubled accordingly, are in symmetrical positions on both sides of the central plane (AA).

2. Four-stroke machine with in an annular channel circumferential cylinder and piston according to claim i, characterized in that that cylinders (I and II) offset from one another by 180 ° with one another by go ° different tax organs cooperate.

3. Embodiment of the machine according to claim 2, characterized in that the inlet and exhaust ports (23, 2q.) For the a cylinder (I) on the front, the openings (25, 26) for the other cylinder (II) are arranged on the rear side of the ring housing (2, 3) so that the with the one cylinder (I) cooperating openings (23, 2q.) of the other cylinder (II) are covered and vice versa.

Embodiment of the machine according to claim 2, characterized in that the two cylinders offset from one another by i 80 ° (I and II) by two each of these cylinders enclose-ide, likewise by 180 ° offset, trit-rotating tubular ring slide (22) controlled are arranged, their passage slots and their setting vibrations so determined are that the operations in the two cylinders (I and II) are offset to take place at go °.

5. embodiment of the machine according to claims 2 and 4, characterized in that the inlet and exhaust ports (23, 2.4, 25, 26) in the transverse symmetry plane (A-A) of the machine are arranged.