DE2111607A1

DE2111607A1 - Internal combustion engine

Info

Publication number: DE2111607A1
Application number: DE19712111607
Authority: DE
Inventors: Manfred Schmid
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-03-11
Filing date: 1971-03-11
Publication date: 1972-09-14

Description

Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich au£ eine Brennkraftmaschine mit einem oder mehreren Rotationskörpern, die mit ihnen kraftschlüssig verbundene Arbeitszylinder aufnehmen. Internal combustion engine The invention relates to an internal combustion engine with one or more rotational bodies that are positively connected to them Record working cylinder.

Es sind derartige Br ennkr af tmaschinen bekannt, bei denen die Zylinder im Rotationskörper zentral und nur leicht gegen den Radius einer Steuernut geneigt sind. Die Kolben in den Zylindern sind bei den bekannten Maschinen ein zylindrisch Körper,ir z der oberen Totlage vom Verdichtungsraum über den Zylinder hinaus bis zur Kraftschlüssigkeit mit dem Gleitschuh oder den Rollen reicht. Durch die Kraft, die bei der Verbrennung im Zylinder entsteht, wird eine verhältnismäßig geringe Tangentialkraft am Steuerkreis hervorgerufen, die zu einer Elemmwirkung auf den Kolben im Zylinder führt. Das Ergebnis davon ist, daß man nur eine verhältnismäßig kleine konstruktive Momentenanordnung erhält und daher bei kleinen Wegen, über die die Verbrennungskraft wirken konnte, auch nur kleine Zylinderleistungen zu erzielen sind. Obendrein stehen nur ganz kurze Verbrennungszeiten zur Verfügung, die nur eine geringe Ausnutzung der Verbrennungsgase zulassen. Man hat versucht, diese Nachteile der bekannten Maschinen durch eine Vielzahl von Zylindern im Rotationskörper und durch eine hohe Drehzahl auszugleichen, doch haben Messungen gezeigt, daß in den meisten Fällen nur ganz geringfügige Verbesserungen erzielbar sind.There are such Br ennkr af tmaschinen known in which the cylinder centrally in the rotation body and only slightly inclined towards the radius of a control groove are. In the known machines, the pistons in the cylinders are cylindrical Body, ir z the top dead center from the compression chamber to beyond the cylinder sufficient for frictional engagement with the sliding shoe or the rollers. By the power that arises during combustion in the cylinder is relatively low Tangential force caused on the control circuit, which leads to a Elemmffekt on the Piston in the cylinder leads. The result of this is that you can only get one proportionate small constructive moment arrangement and therefore with small distances over the the combustion force could act to only small cylinder powers achieve are. On top of that, only very short combustion times are available, which are only allow a low utilization of the combustion gases. Attempts have been made to address these disadvantages of the known machines by a large number of cylinders in the rotating body and to compensate for by a high speed, but measurements have shown that in the in most cases only very minor improvements can be achieved.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Brennkraftmaschine mit einem oder mehreren Rotationskörpern zu schaffen, bei der alle diese Nachteile vermieden werden und bei der die Verbrennungsenergie direkt in Rotation umgesetzt wird.The invention has set itself the task of an internal combustion engine to create with one or more bodies of revolution with all these disadvantages can be avoided and in which the combustion energy is converted directly into rotation will.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nun erfindungsgemäß darin, daß am Motorständer Steuer scheiben befestigt sind, die in Lagern eine Hohlwelle bzw. eine Vollwelle als Abtriebswelle aufnehmen, die einen Rotationskörper tragen, in dem mit Hilfe von Bolzen, deren beide Enden in Gleitschuhen auf genommen sind, die in kreisförmigen Steuernuten gleiten, die Köpfe von Kolbenstangen der Arbeitszylinder gehaltert sind, wobei indie Zylinderköpfe ein Ansaugkanal und ein Abgaskanal münden, die in Verbindung mit einem Ansaug- bzw. Abgasrohr stehen, die als Mehrfachhohlrohr in der Hohlwelle liegen und ein Arbeitskolben über die Kolbenstange mit einem Führungskolben verbunden ist, während die beiden Kolben an der Kolbenstange über äe einen Bolzen gehaltert sind und die Bolzen des Führungskolbens in Führungsschlitzen des Arbeitszylinders gleiten. Vorteilhaft werden die Steuernuten in den Steuerscheiben gegenüber dem Rotationskörper exzentrisch angeordnet.The solution to this problem is now according to the invention that on Motor stand control disks are attached, which are in bearings a hollow shaft or a Record solid shaft as output shaft that carry a rotating body in which with the help of bolts, both ends of which are taken in sliding shoes, which in circular control grooves slide the heads of the piston rods of the working cylinders are supported, with an intake duct and an exhaust duct opening into the cylinder heads, which are in connection with an intake or exhaust pipe, as a multiple hollow pipe lie in the hollow shaft and a working piston over the piston rod with a guide piston is connected, while the two pistons on the piston rod via äe a bolt are held and the bolts of the guide piston in guide slots of the working cylinder slide. The control grooves in the control disks are advantageous over the Rotation body arranged eccentrically.

Eine weitere Bauform sieht vor, daß sich die Führungsschlitze, in denen die Bolzen der Führungskolben gleiten vom Außendurchmesser des Rotationskörpers bis etwas über die tiefste Kolbenstellung erstrecken.Another design provides that the guide slots in which the bolts of the guide piston slide from the outer diameter of the rotating body until something extends beyond the lowest piston position.

Sinne weitere erfindungsgemäße Baum sieht vor, daß die Führung in den Steuernuten mit Hilfe von Gleitschuhen, Rollen-Gleitschuhen oder Rollen erfolgt.The sense of another tree according to the invention provides that the leadership in the control grooves takes place with the help of sliding shoes, roller sliding shoes or rollers.

BrfindungsgemSß kann rsar, die Brennkraftmaschine auch ao auabildons Faß ubneWmbare Zylinderköpfe vorgesehen sind, in denen die Ansaug- und Abgaskanäle einmnden, die die Zündkerzen und Ventile aufnehmen und mit als Verbrennungsraum dienen. Dabei kann ggf. zur Steuerung der Ventile ein von einem Ritzel der Abtriebswelle angetriebenes, innenverzahntes Steuerrad vorgesehen sein, das durch eine Nockenscheibe in Wirkverbindung mit die Ventile beeinflussenden Kipphebel ist.According to the invention, the internal combustion engine can also be used Faß ubneWmbare cylinder heads are provided in which the intake and exhaust channels which take up the spark plugs and valves and act as a combustion chamber to serve. In this case, a pinion of the output shaft can be used to control the valves driven, internally toothed steering wheel may be provided, which is controlled by a cam disk is in operative connection with the rocker arm influencing the valves.

Erfindungsgemäß wird man bei der Ausgestaltung einer solchen Brennkraftmaschine so vorgehen, daß die Arbeitszylinder in einem Winkel von etwa 50 bis 75°, vorteilhaft etwa 450, gegen den Steuernutdurchmesser angeordnet sind.According to the invention, one becomes in the design of such an internal combustion engine proceed so that the working cylinder at an angle of about 50 to 75 °, advantageous about 450, are arranged against the control groove diameter.

Im Falle man Arbeitszylinder nach dem Prinzip des Zweitaktmotors vorsieht, wird man nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung die Steuerkanäle im Zylinder vorsehen. Dabei erscheint es vorteilhaft, die Anordnung so zu treffen, daß man die Bolzen, die in den Führungskolben eingesetzt sind, in Führungsschlitzen des Arbeitszylinders gleiten läßt, die als Langloch ausgebildet sind. Gegebenenfalls kann man dabei die Steuernuten in den Steuerscheiben gegenüber dem Rotationskörper exzentrisch anordnen. Die Steuerung des Ein- und Auslaßkanals sowie des überströmkanals erfolgt durch den Arbeits-und Führungskolben und gewährleistet die notwendige Füllung bzw. Entleerung des Arbeitszylinders.In the case of working cylinders based on the principle of the two-stroke engine, one becomes according to a further proposal of the invention, the control channels in the cylinder provide. It seems advantageous to make the arrangement so that you can Bolts that are inserted into the guide piston in guide slots of the working cylinder can slide, which are designed as an elongated hole. If necessary, you can use the Arrange control grooves in the control disks eccentrically with respect to the rotating body. The inlet and outlet channels as well as the overflow channel are controlled by the working and guide piston and ensures the necessary filling or emptying of the working cylinder.

Die erindungsgemae Brennkraftmaschine weist einen relativ langen Verbrennungsweg auf, und ergibt daher hohe Leistungswerte, abgesehen davon, daß eine fast vollständige Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches durchgeführt wird und daher auch weniger die Gesundheit der Menschen gefährdende Abgase aus einer solchen Brennkraftmaschine ab strömen.The internal combustion engine according to the invention has a relatively long combustion path on, and therefore gives high performance values, in addition to being almost complete Combustion of the fuel-air mixture is carried out and therefore less Exhaust gases from such an internal combustion engine that endanger human health pour off.

Dadurch daß die Arbeitszylinder unter einem gewissen Winkel gegen den Steuernutdurchmesser gestellt sind, kann man durch Veränderung der Winkelgröße und die Wahl einer entsprechenden Anzahl von Arbeitszylindern ein sehr hohes Drehmoment für eine solche Brennkraftmaschine herbeiführen.The fact that the working cylinder against at a certain angle the control groove diameter are set, you can change the angle size and the choice of an appropriate number of working cylinders produces a very high torque for such an internal combustion engine.

Am Steuerkreis wird eine Tangentialkraft hervorgerufen, die äe nach der Anordnung der Arbeitszylinder mehr oder weniger zu einer Normalkraft umgelenkt wird, wobei å ede solche Normalkraft eine Gegenkraft zur Folge hat. Das Drehmoment der Gegenkraft ist dem Zündmoment des Rotationskörpers gleichgerichtet, so daß durch die Addition der Momente ein relativ hohes Differenzmoment zum entgegengerichteten Drehmoment der Normalkraft entsteht und dieses Differenzmoment steht zur Kraftabnahme zur Verfügung.A tangential force is generated on the control circuit, which corresponds to the arrangement of the working cylinder is more or less deflected to a normal force where å every such normal force results in an opposing force. The torque the counterforce is rectified to the ignition moment of the rotating body, so that by the addition of the torques a relatively high differential torque to the opposite The torque of the normal force arises and this difference torque is used to reduce the force to disposal.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen und den Ansprüchen.Further features of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the drawings and the claims.

Es zeigen, in schematischen Skizzen, Figur 1 eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine, die als luftgekühlter Viertaktmotor wirkt Figur 2 einen senkrechten Teil-Querschnitt durch die Maschine gemäß Figur 1, Figur 3 eine etwas anders gestaltete Ausbildung einer erfindungsgemäß en Br ennkraftmaschine ähnlich der Figur 1, Figur 4 ein Kräfte-Parallelogramm, Zerlegung der Zündkraft z in eine Tangentialkraft Ptan und Normalkraft P Figur 5 eine erfindungsgemäße Bauform eines luftgekühlten Zweitakt-Motors, Figur 6 einen Arbeitszylinder eines Zweitaktmotors mit nur einem Kolben (Arbeits- gleich Führungskolben), Figur 7 einen senkrechten Teil-Querschnitt durch die Maschine gemäß Figur 5, Figur 8 einen senkrechten Teil-Querschnitt durch die Mas chine gemäß Figur 3, Figur 9 Zerlegung der Zündkraft P z in eine Tangentialkraft Ptan und Normalkraft P1N und Figur 10 die Ventilsteuerungseinrichtung für Viertaktmotore.It shows, in schematic sketches, Figure 1 an inventive Internal combustion engine, which acts as an air-cooled four-stroke engine, Figure 2 is a vertical Partial cross-section through the machine according to Figure 1, Figure 3 a somewhat differently designed training of an internal combustion engine according to the invention similar to FIG. 1, FIG. 4 shows a parallelogram of forces, decomposition of the ignition force z into a tangential force Ptan and normal force P Figure 5 shows a design according to the invention an air-cooled two-stroke engine, Figure 6 shows a working cylinder of a two-stroke engine with only one piston (working equal to guide piston), Figure 7 a vertical one Partial cross-section through the machine according to FIG. 5, FIG. 8 a vertical partial cross-section by the machine according to FIG. 3, FIG. 9 decomposition of the ignition force P z into a tangential force Ptan and normal force P1N and FIG. 10 the valve control device for four-stroke engines.

In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine gezeigt, bei welcher die Arbeitszylinder gegen einen Sturz von der Mitte des Bolzens 9 zum Mittelpunkt des Steuernutdurchmessers unter einem Winkel von 45 geneigt sind. Es sind vier Arbeitszylinder vorgesehen, die mit den Buchstaben A, B, C, D bezeichnet sind. Es ist eine Stellung der Zylinder dargestellt, bei der der Zylinder A,sich im oberen Totpunkt der Zylinder C in etwa im unteren Totpukt befinden.In Figure 1, an internal combustion engine according to the invention is shown at which the working cylinder against a fall from the center of the bolt 9 to the center of the control groove diameter are inclined at an angle of 45. There are four working cylinders provided, which are designated by the letters A, B, C, D. It is a position the cylinder shown, in which the cylinder A, is in the top dead center of the cylinder C are roughly in the bottom dead center.

Der Arbeitszylinder 1 ist mit einem abnehmbaren Zylinderkopf 15 versehen, der vorteilhaft aufgeschraubt werden kann und der den Verbrennungsraum, die Zündkerze und die Ventile aufnimmt. Die Ventile werden von einer Nockenscheibe 30 über kurze Kipphebel betätigt, wobei das Steuerrad 28 von einem Ritzel der Abtriebswelle 27 angetrieben wird. Dem Arbeitszylinder 1 wird durch einen Ansaugkanal 18 das Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt und durch einen Abgaskanal 19 werden die Abgase wieder abgeführt. Vorteilhaft münden diese beiden Kanäle in den Zylinderkopf 15. Der Rotationskörper 7 wird von einer Hohlwelle 17 und Abtriebswelle 27 getragen, die in Lagern der Steuerscheibe 20 gelagert sind.The working cylinder 1 is provided with a removable cylinder head 15, which can advantageously be screwed on and which the combustion chamber, the spark plug and takes the valves. The valves are by a cam disk 30 over short Rocker arm actuated, the control wheel 28 being controlled by a pinion of the output shaft 27 is driven. The fuel-air mixture is supplied to the working cylinder 1 through an intake duct 18 supplied and through an exhaust duct 19, the exhaust gases are discharged again. Advantageous these two channels open into the cylinder head 15. The rotary body 7 is of a hollow shaft 17 and output shaft 27 carried in bearings of the control disk 20 are stored.

In der Hohlwelle 17 ist ein Mehrfachhohlrohr eingesetzt, durch welches das Kraftstoff-Luft-Gemisch dem Ansaugkanal 18 durch das Ansaugrohr 13 zugeführt wird, während der Abgaskanal 19 an das Abgasrohr 12 angeschlossen ist, durch welches die Abgase abgeführt werden.In the hollow shaft 17, a multiple hollow tube is used through which the fuel-air mixture is supplied to the intake passage 18 through the intake pipe 13 is, while the exhaust duct 19 is connected to the exhaust pipe 12, through which the exhaust gases are discharged.

Eine zentrale Bohrung dieses Mehrfach-Hohlrohres dient als Schmierleitung 11.A central hole in this multiple hollow tube serves as a lubrication line 11.

Im Arbeitszylinder 1 sind zwei gegeneinander gekehrte Kolben 2, 4 eingesetzt, die in entsprechenden Zylinderlaufbuchsen gleiten, wobei wie üblich die Kolben mit Kolbenringen 16 zur Abdichtung ausgerüstet sind. Die beiden Kolben 2 und 4 sind mit Hilfe einer Kolbenstange 3 miteinander verbunden, wobei durch die Bolzenaugen 8, Bolzen 9 bzw. 29 hindurchgeführt sind. Die Bolzen 9 können in Führungsschlitzen 10 des Arbeitszylinders 1 hin- und hergehen. Diese Führungsschlitze 10 sind so angeordnet, daß sie vom Außendurchmesser des Rotationskörpers bis geringfügig über die tiefste Kolbenpunktstellung, im oberen Totpunkt hinausragen. Sie können als Langloch ausgebildet sein, wobei diese etwas länger sind als die Hublänge. Damit wird auch ein Anschlagen des Bolzens 9 am Ende der Fuhrungsschlitze 10 vermieden. Eine evtl. Abdichtung kann dadurch erfolgen, daß man am Schaftende des Arbeiskolbens 2, kurz vor Erreichen der Führungsschlitze 10, in der unteren Totlage Kolbenringe 16 anbringt.In the working cylinder 1 there are two pistons 2, 4 facing one another used, which slide in corresponding cylinder liners, as usual the pistons are equipped with piston rings 16 for sealing. The two pistons 2 and 4 are connected to one another by means of a piston rod 3, with the Bolt eyes 8, bolts 9 and 29 are passed through. The bolts 9 can be in guide slots 10 of the working cylinder 1 to and fro. These guide slots 10 are arranged so that they are from the outer diameter of the rotating body to slightly above the deepest Piston point position, protrude at top dead center. They can be designed as an elongated hole these are slightly longer than the stroke length. This also becomes a hitting of the bolt 9 at the end of the guide slots 10 avoided. A possible seal can through this take place that at the end of the shaft of the working piston 2, short before reaching the guide slots 10, piston rings 16 are attached in the lower dead position.

Am Motorständer sind Steuerscheiben 20 befestigt, in denen eine kreisförmige Steuernut 6 eftgearbeitet ist, die exzentrisch -zu dem Rozatlonskörper 7 liegt. Der Bolzen 9, der durch den Führungskolben 4 hindurchgeführt ist, wird in den beiden Steuernuten 6 in einem Gleitschuh 5 aufgenommen, der auch als Rollen-Gleitschuh ausgebildet werden kann.Control disks 20 are attached to the motor stand, in which a circular Control groove 6 is eft worked, which is eccentric -to the Rozatlonskörper 7. The bolt 9, which is passed through the guide piston 4, is in the two Control grooves 6 received in a sliding shoe 5, which is also called a roller sliding shoe can be trained.

Unter gewissen Umständen ist es vorteilhaft, nur Rollen als Gleitschuh vorzusehen.In certain circumstances it is advantageous to use only rollers as a sliding shoe to be provided.

Durch die exzentrische Lage der Steuernuten 6 gegenüber dem Rotationskörper 7 wird über die Gleitschuhe 5, die in den Steuernuten 6 geführt sind, über die Bolzen 9 eine Hubbewegung auf die Sührungskolben 4 übertragen.Due to the eccentric position of the control grooves 6 with respect to the rotating body 7 is over the sliding shoes 5, which are guided in the control grooves 6, over the bolts 9 transmit a stroke movement to the guide piston 4.

Da der Kolben 4 mit dem Arbeitskolben 2 durch die Kolbenstange 3 zwangsläufig verbunden ist, wird auf diese Art jede Hubbewegung weitergeleitet. Durch die Steuerung der Sinlaß- und Auslaßventile wird die gebrauchte Füllung und Entleerung der Arbeitszylinder ermöglicht.Since the piston 4 with the working piston 2 through the piston rod 3 inevitably is connected, every lifting movement is passed on in this way. Through the control the inlet and outlet valves become the used filling and emptying of the working cylinder enables.

In Figur 1 ist beim Zylinder A angedeutet, wie die Normalkraft PN bzw. die Verbrennungskraft PZ angreifen; es ist darüber hinaus auch die Angriffsrichtung der Gegenkraft PG angegeben. Das Kräfte-Parallelogramm aus den Kräften PN und PZ ist in Figur 4 dargestelit.In Figure 1, the cylinder A is indicated as the normal force PN or attack the combustion force PZ; it is also the direction of attack the counterforce PG specified. The parallelogram of forces from the forces PN and PZ is shown in FIG.

Wenn, wie in dem Beispiel von Figur 1 gezeichnet, vier Arbeitszylinder vorgesehen sind, dann werden sich in dem Augenblick, wo zwei einander geger.uberliegende Zylinder A und .0 in der oberen bzw. unteren Totlage sind, die beiden anderen Zylinder B und D sich in Zwischenstellungen befinden.If, as drawn in the example of Figure 1, four working cylinders are provided, then at the moment when two opposing Cylinders A and .0 are in the top and bottom dead center, the other two cylinders B and D are in intermediate positions.

Es ist gezeigt, daß der Zylinder A den Verdichtungshub gerade beendet hat, so daß in diesem Augenblick durch Uberspringen des Zündfunkens an der Zündkerze die Verbrennung eingeleitet wird.It is shown that cylinder A is just finishing the compression stroke did so at that moment by skipping the spark on the spark plug the combustion is initiated.

Der Zylinder B ist gerade im Ansaughub und der Zylinder C hat den Ansaughub fast beendet, wenn er gegen den unteren Totpunkt gelangt und wird bei Uberschreiten des Totpunktes mit dem Verdichtungshub beginnen.Cylinder B is currently on the intake stroke and cylinder C has the Intake stroke almost ended when it approaches bottom dead center and is at Start the compression stroke when the dead center is exceeded.

Der Zylinder D, der die vorhergehend beschriebenen Stationen bereits durchschritten hat, stößt die verbrannten Gase aus.The cylinder D, which already has the stations described above has passed through, emits the burnt gases.

Dieses Arbeitsspiel wiederholt sich nach den bekannten Steuerdiagrammen von Viertaktmotoren.This work cycle is repeated according to the known control diagrams of four-stroke engines.

Wenn man bei der weiteren Betrachtung von der Figur 3 ausgeht, so ist vor allem zu beachten, daß Linksdrehung positiv und eine Rechtsdrehung negativ wirkt. Die Verbrennungskraft PZ (kp) wirkt bei der eingezeichn*en Drehrichtung nach rechts. Da jede Kraft eine Gegenkraft zur Folge hat, wirkt eine entsPrechende Kraft auch nach links auf den Arbeitskolben ein. Auf die Rollen oder Gleitschuhe, die in der Steuernut geführt sind, wirkt also infolge der kraftschlüssigen Verbindung der Einzelteile eine Kraft Pz. Am äußeren Durchmesser der Steuernut wird äLso die Kraft ' (kp) zerlegt, und zwar in eine auf den Mittelpunkt der Steuerkreise wirkende Kraft und eine im senkrechten Winkel dazu wirkende Tangentialkraft. Diese auf den Mittelpunkt der Steuerkreise wirkende Kraft PMSt kann, da sie für die weitere Erklärung keine Bedeutung hat, vernachlässigt werden und man betrachtet ein Kolbenelement als zweiarmigen Hebel, an dem, in der Mitte des Bolzens 9 eine Kraft Ptan(kp) schräg angreift. Diese Kraft Ptan kann als Resultierende betrachtet werden, die dann in eine Axialkraft PAX und in eine Normalkraft P1N zerlegt wird. Aus der Gleichung P1N . a = P2N ' b kann P2N errechnet werden, weil die beiden Hebelarme(a und b) bekannt sind. In der Mitte des Bolzens 39, der hier den Drehpunkt bildet, addieren sich die Kräfte PIN + P2N zu einer resultierenden Kraft PRg und auf den Rotationskörper wirken nun die Kräfte PRN, P2N und Pz. Unter Berücksichtigung der dazugehörenden Hebelarme, gemessen zum Mittelpunkt des Rotationskörpers, kann also auf folgende Art und Weise das Antriebsmoment berechnet werden.If one proceeds from FIG. 3 in further consideration, so It is important to note that turning to the left is positive and turning to the right is negative works. The combustion force PZ (kp) has an effect on the direction of rotation shown to the right. Since every force results in a counterforce, a corresponding force acts also to the left on the working piston. On the rollers or sliding blocks that are guided in the control groove, so acts as a result of the non-positive connection of the individual parts a force Pz. On the outer diameter of the control groove is äLso the Force '(kp) broken down into one acting on the center of the control circuit Force and a tangential force acting at a perpendicular angle to it. This on the The center of the control circuits acting force PMSt can, as it is for further explanation has no meaning, can be neglected and a piston element is considered as a two-armed lever on which, in the middle of the bolt 9, a force Ptan (kp) inclined attacks. This force Ptan can be regarded as resultant, which is then broken down into an axial force PAX and a normal force P1N. From the Equation P1N. a = P2N 'b P2N can be calculated because the two lever arms (a and b) are known. In the middle of the bolt 39, which here forms the pivot point, add the forces PIN + P2N to a resulting force PRg and on the The forces of revolution PRN, P2N and Pz now act. Taking into account the associated lever arms, measured to the center of the rotation body, can therefore the drive torque can be calculated in the following way.

MAntr. + PRN C (+) P2N d - PZ e (kpm) Man sieht daraus, daß die Kraftumlenkung am Außendurchmesser der Steuernut stattfindet und am Bolzen 9, auch dann wenn Gleitschuhe vorhanden sind, wirksam wird. MAntr. + PRN C (+) P2N d - PZ e (kpm) You can see from this that the force is deflected takes place on the outer diameter of the control groove and on the bolt 9, even if sliding shoes are present, takes effect.

Es ist dabei zu beachten, daß für die Größe der Umlenkung der Kraft der Winkel maßgebend ist unter dem die Zylinder angeordnet sind. Der Scheitel dieses Winkels befindet sich im Mittel des Bolzens 9, wobei ein Schenkel durch die Zylinderachse und der zweite durch den Strahl vom Zentrum des Bolzens 9 durch den Mittelpunkt des Steuernutdurchmessers gebildet wird.It should be noted that for the size of the deflection of the force the decisive factor is the angle at which the cylinders are arranged. The parting of this Angle is located in the middle of the bolt 9, with one leg through the cylinder axis and the second by the beam from the center of the bolt 9 through the midpoint of the control groove diameter is formed.

Bei der in Figur 3 skizzierten Bauform sind die Zylinder unter einem Winkel von 4'r0 angeordnet. Es ist aber bei derartigen Ausführungen ohne weiteres auch ein Winkelbereich zwischen 100 bis etwa 600 möglich.In the design sketched in FIG. 3, the cylinders are under one Arranged at an angle of 4'r0. But it is straightforward with such designs an angle range between 100 and approximately 600 is also possible.

Um jedwede Klemmwirkung auszuschalten ist es vorteilhaft, alle Bolzen mit Spielpassungen in den Kolben oder Gleitschuhen zu lagern, um die Wirkung des zweiarmigen Hebels sicher zu stellen. Die Brennkraftmaschine nach Figur 3 weist ebenfalls einen Rotationskörper 7 mit Arbeitszylindern 1 auf, wobei der Rotationskörper auf der Beschickungsseite von einer Hohlwelle 17 und auf der Abtriebsseite von einer vollen Welle getragen wird, die.In order to eliminate any clamping effect, it is advantageous to use all bolts with clearance fits in the pistons or sliding blocks to ensure the effect of the two-armed lever to make sure. The internal combustion engine after Figure 3 also has a rotary body 7 with working cylinders 1, wherein the rotating body on the feed side of a hollow shaft 17 and on the Output side is carried by a full shaft that.

in den Steuerscheiben 20 gelagert ist. Die Steuerscheiben 20 sind mit dem Rdtationskörper 7 in einem Gehäuse 21 untergebracht und daran mit Hilfe von Schrauben 26 befestigt. Der äußere Laufring der Steuernut 6 kann mit dem Gehäuse 21 aus einem Stück gegossen sein. In die Hohlwelle 17 ist ein mehrfaches Hohlrohr eingesetzt, welches mit den Ansaug- 18 und Abgaskanälen 19 in Verbindung steht. Durch dieses Hohlrohr wird mittig eine Schmierölleitung 1 tal hindurchgeführt, die mit allen Schmierstellen in Verbindung steht.is mounted in the control disks 20. The control disks 20 are housed with the Rdtationskörper 7 in a housing 21 and on it with the help fastened by screws 26. The outer race of the control groove 6 can with the housing 21 cast in one piece. In the hollow shaft 17 is a multiple hollow tube used, which is with the intake 18 and exhaust channels 19 in connection. A lubricating oil line 1 valley is passed through this hollow tube in the middle, the is in communication with all lubrication points.

Die Steuerung der Ventile erfolgt durch ein in der Steuerscheibe 20 gelagertes, innenverzahntes Steuerrad 28 (siehe Figur 10) an dem eine Nockenscheibe 30 angebracht ist, wobei diese Nockenscheibe so viele Nocken aufweist, is Ventile vorhanden sind. Das Steuerrad 28 wird durch ein Ritzel der Abtriebswelle 27 angetrieben.The valves are controlled by a device in the control disk 20 mounted, internally toothed control wheel 28 (see Figure 10) on which a cam disk 30 is attached, this cam having as many cams as valves available. The control wheel 28 is driven by a pinion of the output shaft 27.

In manchen Fällen kanne von Vorteil sein, ein Planetengetriebe zu verwenden; in diesem Fall wird man die Nockenscheibe 30 am Planetentrager befestigen. Es würde dabei keine Exzenterwirkung auftreten und man müßte kein Gegen gewicht zum Massenausgleich anordnen, wie dies in Figur 10 der Fall sein wird. Das Steuerrad 28 wird mit einem Übersetzungsverhälntis i = 2 : 1 angetrieben, so daß also das Steuerrad 28 mit der Nockenscheibe 30 nur halb soviel Undrehungen macht, wie die Abtriebswelle 27. In Figur 10 isz angedeutet, daß eLer Nocken über 90°C reicht, so daß also das von ihm betätigte Ventil im Rotationskörper über 1800 geöffnet bleibt.In some cases it can be an advantage to use a planetary gear use; in this case, the cam disk 30 will be attached to the planet carrier. There would be no eccentric effect and there would be no counterweight arrange for mass balancing, as will be the case in Figure 10. The steering wheel 28 is driven with a gear ratio i = 2: 1, so that the Steering wheel 28 with the cam disk 30 makes only half as much rotation as that Output shaft 27. In Figure 10 it is indicated that each cam extends over 90 ° C, so that the valve operated by him in the rotary body remains open over 1800.

Bei einer solchen Brennkraftmaschine wird durch den äußeren Durchmesser der Steuernut 6, an welchem die Rollen 5 gleiten, eine Kräftezerlegung bewirkt, sowie ferner der Verdichtungshub und der Ausstoßhub. Der innere Durchmesser der Steuernut 6 bewirkt mit hilfe der Rollen 5 den Ansaughub.In such an internal combustion engine, the outer diameter the control groove 6, on which the rollers 5 slide, causes a breakdown of forces, and also the compression stroke and the discharge stroke. The inner diameter of the Control groove 6 causes the suction stroke with the help of rollers 5.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, haben die Kolben im Zylinder A den Verdichtungshub beendet und die Verbrennung wird durch toerspringen des Zündfunkers an der Zündkerze eingeleitet, so daß Arbeit geleistet werden kann.As can be seen from the drawing, the pistons in cylinder A. the compression stroke is ended and the combustion is stopped by jumping the spark initiated at the spark plug so that work can be done.

Im Zylinder B sind die kolben in Ansaughub und im Zylinder C haben die Kolben den Ansaughub fast beendet; und beginnen bei Überschreiten des unteren Totpunkts mit dem Verdichtungshub.In cylinder B the pistons are on the intake stroke and in cylinder C they are on the pistons almost finished the intake stroke; and begin when the lower one is exceeded Dead center with the compression stroke.

Die Kolben im Zylinder D sind beim Ausstoßen der verbrannten Gase.The pistons in cylinder D are exhausting the burnt gases.

Dieses Arbeitsspiel wiederholt sich nach dem bekannten Steuerdiagramm von Viertaktmotoren.This work cycle is repeated according to the known control diagram of four-stroke engines.

Vergleicht man die Bauart gemäß Figur 3 mit derjenigen gemäß Figur 1, so sieht man, daß auch dort die Kräftezerlegung am Bolzen 9 wirksam wird und als Normalkraft PN durch den Führungskolben 4 auf den Rotationskörper übertragen wird. Dadurch, daß der Führungskolben 4 und der Arbeitskolben 2 mitei-nander verbunden sind, wird über den Arbeitskolben 2 die gleiche Größe dieser Kraft als Gegenkraft PG auf den Rotationskörper 7 ausgeübt. Für das Antriebsmoment ergibt sich daher folgende Gleichung: MAntr. = PN . a - PG . b - PZ . C (kpm), die Größen a, b und c sind die Hebelarme zum Mittelpunkt des Rotationskörpers.If one compares the design according to FIG. 3 with that according to FIG 1, it can be seen that there, too, the decomposition of forces on the bolt 9 is effective and transferred as normal force PN through the guide piston 4 to the rotating body will. Because the guide piston 4 and the working piston 2 are connected to one another are, the same size of this force as a counterforce is on the working piston 2 PG exerted on the rotating body 7. The result for the drive torque is therefore the following equation: MAntr. = PN. a - PG. b - PZ. C (kpm), the sizes a, b and c are the lever arms to the center of the rotation body.

Um die Funktion einer solchen Maschine sicher zu stellen ist es vorteilhaft dafür zu sorgen, daß die Bolzen 9, 29 mit Spielpassungen in den Kolben 2 bzw. 4 gelagert sind, um j ede Elemmwirkung auszuschließen. Die Vorteile einer solchen Ausführungsform sind vor allen Dingen die geringen Massenkräfte und die höhere Noentenanordnung sowie eine damit zu erzielende höhere Leistung.It is advantageous to ensure the function of such a machine to ensure that the bolts 9, 29 with clearance fits in the piston 2 and 4 are stored in order to exclude any squeezing effect. The advantages of such Embodiment are above all the low inertia forces and the higher arrangement of elements as well as a higher performance to be achieved with it.

Man kann, wie in Figur 5 zu sehen, die Führungsschlitze 10 in Form von Langlöchern ausführen, die etwas länger sind als die Ifublänge. Die Bolzen 9 werden mit Gleitschienen ausgerüstet, die breiter sind als die Fuhrungsschlitze und eine größere Länge haben als die doppelte Hublänge, wobei es vorteilhaft isc,sie m am Außendurchmesser der Zylinder angebrachtenFührungen gleiten zu lassen.You can, as can be seen in Figure 5, the guide slots 10 in the form Carry out elongated holes that are slightly longer than the length of the Ifubi. The bolts 9 are equipped with slide rails that are wider than the guide slots and have a length greater than twice the stroke length, it being advantageous to use them m guides attached to the outside diameter of the cylinders.

Es wird in vielen Fällen vorteilhaft sein, Schutzbleche zwischen den Zylindern anzubringen, damit die Führungsschlitze 10 sowie die Steuernuten 6 vor Spritzwasser und Verschmutzung geschützt sind.In many cases it will be advantageous to place protective plates between the Cylinders to attach so that the guide slots 10 and the control grooves 6 before Splash water and pollution are protected.

In Figur 1 ist ein luftgekühlter Viertaktmotor dargestellt, dessen Ventilsteuerung (Figur 10) in etwa der gleichen Art und Weise arbeitet, wie in Figur 3 beschrieben.In Figure 1, an air-cooled four-stroke engine is shown, its Valve control (Figure 10) works in much the same way as in Figure 3 described.

Die Zylinder sind, wie bereits dargelegt, unter einem Winkel von etwa 450 gegen den Steuernutdurchmesser geneigt, doch kann man bei derartigen Bauarten von erfindungsgemäßen Maschinen einen Winkelbereich zwischen 5° und 75° benutzen.As already stated, the cylinders are at an angle of approximately 450 inclined towards the control groove diameter, but with such types of construction of machines according to the invention use an angle range between 5 ° and 75 °.

Man kann den erfindungsgemäßen Motor, bei kleinerer Bauform, auch nur mit einem einzigen Kolben 24 ausbilden, wobei dann Arbeitskolben und Führungskolben vereinigt sind,ähnlich wie in Figur 6 gezeigt.The motor according to the invention can also be used with a smaller design form only with a single piston 24, then working piston and guide piston are combined, similar to that shown in FIG.

Ein luftgekühlter Zweitaktmotor ist der Figur 5 zu entnahmen, wobei zu beachten ist, daß die Verhältnisse bezüglich der Krafte und Momente die gleichen sind, wie die bereits bei Beschreibung der Figur 1 dargelegt worden ist.An air-cooled two-stroke engine can be seen in FIG it should be noted that the relationships with regard to the forces and moments are the same are, as has already been explained in the description of FIG.

Die Zylinder sind unter einem Winkel von 45° geneigt, doch können auch hier Winkelbereiche zwischen 5° bis etwa 75° möglich sein.The cylinders are inclined at an angle of 45 °, but can Angular ranges between 5 ° to about 75 ° are also possible here.

In der Zeichnung ist ein Zweitaktmotor mit Querstromspüllung gekennzeichnet, doch können derartige Motoren mit jedem bekannten Spülungsverfahren verwendet werden. Festzuhalten ist, daß ein solcher Zweitaktmotor bei weder Umdrehung des Rotationskörpers jeder Arbeitszylinder einen Arbeitstakt vollführt.In the drawing, a two-stroke engine with cross-flow purging is marked, however, such engines can be used with any known scavenging method. It should be noted that such a two-stroke engine with neither rotation of the rotating body each working cylinder performs a work cycle.

Bei einer solchen Maschine ist der Rotationskörper 7 so ausgebildet, daß sein Außendurchmesser so weit zurückgesetzt ist, daß das Zylinderende darüberhinaus ragt, wobei die auf das Zylinderende aufgeschraubte Abdichtplatte 23 dort zur Abdichtung des Ansaugraumes 14 dient.In such a machine, the body of revolution 7 is designed in such a way that that its outer diameter is set back so far that the cylinder end beyond it protrudes, the sealing plate 23 screwed onto the cylinder end there for sealing of the suction chamber 14 is used.

Einen Ausschnitt mit nur einem Arbeitszylinder des Zweitaktmotors zeigt Figur 6. Der Arbeitskolben erfüllt dabei gleichzeitig die Auf gabe des Führungskolbens.A section with only one working cylinder of the two-stroke engine Figure 6 shows. The working piston simultaneously fulfills the task of the guide piston.

Das Antriebsmoment eines solchen Zweitaktmotors verringert sich um das von der hier fehlenden Gegenkraft erzeugte Drehmoment. Eine solche Bauform wird sich für kleinere Motoren empfehlen, die nicht genügend Raum für weitere Kolben besitzen. Im übrigen ist der konstruktive Aufbau und die Wirkungsweise eines solchen Motors genau die gleiche wie bei Figur 5 beschrieben0 In dieser Figur 5 ist ein Arbeitszylinder 1 mit einem abnehmbaren Zylinderkopf 15 skizziert, der vorteilhaft aufgeschraubt werden kann und der den Verbrennungsraum und die Zündkerze aufnimmt. Im Arbeitszylinder 1 wird durch einen Ansaugkanal 18 das kraftstoff-Luft-Gemisch in den mit einer Abdichtplatte 23 versehenen Ansaugraum 14 eingeführt und durch einen Abgaskanal 19 werden dann die Abgase aus dem Verbrennungsraum wieder abgeführt. Der Überströmkanal 25 befindet sich im 4 beitszylinder ;L und verbindet den Ansaugraum 14 mit dem Verbrennungsraum. Dadurch ist sowohl das Füllen als auch das zielen des Verbrennungsraumes mit Kraftstoff-Luft-Gemisch ermöglicht. Der Rotationskörper 7 wird von einer Hohlwelle17 und einer Abtriebswelle 27 getragen die in Lagern der Steuerscheibe 20 gelagert sind. Auch kier ist wieder in der Hohlwelle 17 ein Mehrfach-Hohlrotor eingesetzt, welches als Ansaug- und Abgaskanal sowie als Schmierleitung dient.The drive torque of such a two-stroke engine is reduced by the torque generated by the opposing force that is missing here. Such a design will recommended for smaller engines that do not have enough space for additional pistons own. In addition, the structural design and the mode of operation is such Motor exactly the same as described in Figure 50 In this FIG. 5 shows a working cylinder 1 with a removable cylinder head 15, which can advantageously be screwed on and which the combustion chamber and the spark plug records. In the working cylinder 1 is the fuel-air mixture through an intake port 18 introduced into the suction chamber 14 provided with a sealing plate 23 and through The exhaust gases are then discharged from the combustion chamber again via an exhaust gas duct 19. The overflow channel 25 is located in the 4 cylinder; L and connects the intake chamber 14 with the combustion chamber. This makes both the filling and the aiming of the Combustion chamber with fuel-air mixture allows. The body of revolution 7 is carried by a hollow shaft 17 and an output shaft 27 in the bearings of the Control disk 20 are mounted. Also kier is a multiple hollow rotor in the hollow shaft 17 again used, which serves as a suction and exhaust duct as well as a lubrication line.

Der konstruktive Aufbau einer derartigen Maschine ist im übrigen entsprechend der Darstellung in Figur 1, jedoch ohne Ventil steuerung.The structural design of such a machine is otherwise corresponding the illustration in Figure 1, but without valve control.

Aus Figur 5 ist der Arbeitsablauf eines solchen Zweitaktmotors zu entnehmen. Es ist gezeigt, daß die Kolben des Zylinders A den Verdichtungshub beim oberen Totpunkt beendet haben. Nach Freigabe des Ansaugkanals 18 durch den Führungskolben 4 wird Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Ansaugraum 14 gesaugt und die Verbrennung wird dann durch den Zündfunken an der Zündkerze eingeleitet und die entsprechende Arbeit geleistet.From Figure 5, the work flow of such a two-stroke engine is to remove. It is shown that the pistons of cylinder A take the compression stroke have finished top dead center. After the intake channel 18 has been released by the guide piston 4, the fuel-air mixture is sucked into the intake chamber 14 and the combustion is then initiated by the spark on the spark plug and the corresponding Job done.

Der Zylinder B zeigt die Kolben im Expansionshub, also auch noch zu einem Zeitpunkt, wo Arbeit geleistet wird.The cylinder B shows the pistons in the expansion stroke, i.e. also closed a time when work is being done.

Im Zylinder C haben die Kolben den unteren Totpunkt fast erreicht, so daß der Abgaskanal 19 und der Uberströmkanal 25 durch den Arbeitskolben 2 freigegeben wurden.In cylinder C the pistons have almost reached bottom dead center, so that the exhaust gas duct 19 and the overflow duct 25 through the working piston 2 are released became.

Bei gleichzeitiger Füllung konnte die Querstromspülung erfolgen. Wird der untere Totpunkt überschritten, so beginnt, nach dem Schließen der Kanäle durch den Arbeitskolben 2, der Verdichtungshub.Cross-flow flushing could take place with simultaneous filling. Will the bottom dead center is exceeded, it begins after the channels are closed the working piston 2, the compression stroke.

Schließlich sind die Kolben im Zylinder D im Augenblick des Verdichtungshubes eingezeichnet.After all, the pistons are in cylinder D at the moment of the compression stroke drawn.

Die weiteren Arbeitsspiele wiederholen sich nach dem bekannten Steuerdiagramm von zweitaktmotoren.The other work cycles are repeated according to the known control diagram of two-stroke engines.

Claims

{l)) Brennlcaftmaschine with one or more rotating bodies that accommodate working cylinders connected to them in a force-fit manner, characterized in that that on the motor stand control disks (20) are attached, which have a hollow shaft in bearings (1) or a solid shaft as output shaft, which has a rotating body (7) wear, in which with the help of bolts (9), both ends of which are received in sliding blocks (5) which slide in circular control grooves (6), the heads (8) of piston rods (3) the working cylinder (1) are supported, with an intake duct in the cylinder heads (15) (18) and an exhaust duct (19) open, which in connection with an intake (13) or Exhaust pipe (12) are standing, which are as a multiple hollow pipe in the hollow shaft (17) and a working piston (2) connected to a guide piston (4) via the piston rod (3) is, while the two pistons (2, 4) on the piston rod (3) via äe a bolt (9, 29) are held and the bolts (9) of the guide piston (4) in guide slots (10) slide of the working cylinder (1).

2) Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the control grooves (6) in the control disks (20) opposite the rotating body (7) are arranged eccentrically.

3) internal combustion engine according to claim 1 and 2, characterized in that that the guide slots (10), in which the bolts (9) of the piston (4) slide, from the outer diameter of the rotating body to slightly above the lowest piston position extend.

4) internal combustion engine according to claim 1 to 3, characterized in that that the guide in the control grooves (6) with lJtLfe of sliding shoes, roller sliding shoes or rolling (5) takes place.

5) internal combustion engine according to claim 1 to 4, characterized in that that removable cylinder heads (15) are provided in which the suction (18) and Exhaust ducts (19) open, which accommodate the spark plugs and valves and are used as Serve combustion chamber.

6) Internal combustion engine according to claim 5, characterized in that to control the valves an internally toothed gear driven by a pinion of the output shaft Steering wheel (28) is provided, dis by a NockerJscheXein operative connection with the rocker arm affecting the valves.

7) internal combustion engine according to claim 1 to 6, characterized in that that the working cylinder (1) at an angle of about 50 to 750, advantageously about 45 °, are arranged against the control groove diameter.

8) internal combustion engine according to claim 1 to 7, characterized in that that in a working cylinder (1) according to the principle of the two-stroke engine, the control channels are provided in the cylinder.

L e r s e i t e