DE1965865A1 - Ring cylinder internal combustion engine - Google Patents

Description

Beschreibung mit Patentansprüchen Titel: Ringzylinder - Verbrennungskraftmaschine mit der Bezeichnung, C z a i k a M o t o r Anwendungsgebiet: Die Ringzylinder - Verbrennungskraftmaschine nachfolgend kurz Ringrotor genannt, ist für alle Anwendungsgebiete herkömmlicher Verbrennungsmotoren und Verbrennungsturbinen, vom Großmotor über den Fshrzeug- und Flugzeugmotor bis zum Kleinstmotor geeignet. Der Ringmotor eröffnet der Konstruktion neue Möglichkeiten der Anpassung an die verschiedensten Verwendungsgebiete.Description with patent claims Title: Ring cylinder - internal combustion engine with the designation, C z a i k a M o t o r Area of application: The ring cylinder - Internal combustion engine, hereinafter referred to as ring rotor for short, is for all areas of application conventional internal combustion engines and combustion turbines, from large engines to Vehicle and aircraft engine suitable up to the smallest engine. The ring motor opens the construction new possibilities of adaptation to the most diverse areas of application.

Zweck: Durch die Erfindung des Ringmotors, einer neuartigen Konstruktion von Verbrennungsmotoren, sollen die Nachteila bisheriger Bauarten, z. B. die verhältnismäßig- groben schwingenden Massen, wie Kurbelwellen und Pleuelstangen, die bei Hubkolbenmotoren erforderlich sind, oder die notwendigerweise ungünstige, keilförmige Gestalt der Verbrennungsräume bei Drehkolbenmotoren (Wankelmotor), ausgeschaltet werden.Purpose: Through the invention of the ring motor, a new type of construction of internal combustion engines, the disadvantages of previous designs, z. B. the relatively coarse vibrating masses, such as crankshafts and connecting rods, which are found in reciprocating piston engines are required, or the necessarily unfavorable, wedge-shaped shape of the Combustion chambers in rotary piston engines (Wankel engines) are switched off.

(Bl. 2, Abs. 1) Stand der Motorentechnik und Kritik des Standes: Nach dem Stand der heutigen Technik dominiert der Viertaktkolbenmotor, obwohl, wie schon oben erwahnt, schwingende Massen durch weitere Massen ausgewuchtet werden müssen. Die Verbrennungsturbine mit der heilten Verbrennungsseite, es fehlt der Wechselvon Verbrennung und kalter Ladung, der einen erträglichen Temperaturmittelwert ergibt, hat sich nur auf einem begrenztem Gebiet (Flugtechnik) durchsetzen können. Der Zweitaktmotor ist zwar einfach, aber der Gaswechsel durch Spülung ist mit Verlusten verbunden.(Bl. 2, Para. 1) State of engine technology and criticism of the state: According to The four-stroke piston engine dominates today's technology, although, as before Mentioned above, vibrating masses have to be balanced by additional masses. The combustion turbine with the healed combustion side, there is no change from Combustion and cold cargo, which results in a tolerable average temperature value, has only been able to establish itself in a limited area (flight technology). The two-stroke engine is simple, but the gas exchange through purging is associated with losses.

Aufgabe: Die fast ideale Gestalt des Verbrennungsraumes des Hubkolbenmotors soll erhalten bleiben. Trotzdessen soll der Motor die Charakteristik und Laufruhe eines Drehkolbenmotors haben. Ein energieverbrauchender Drehmomentwandler soll nicht erforderlich sein, wie z. B. der hyciraulische Drehmomentwandler beim Drehkolbenmotor des Ro 80, der einen hohen Treibstoffverbrauch zur Folge hat. (Bl. 3 Abs. 1) Ohne besonderen Aufwand sollen die Vorteile des Gegenkolbenmotors, Fortfall der Zylinderköpfe, Ringeinspritzung beim Dieselgegenkolbenmotor, Gegeneinanderlaufen der Kolben, die dadurch ihre Massenkräfte gegenseitig aufheben, nutzbar gemacht werden. Die Wirkungsweise von Vielzylindermotoren soll erzielt werden, ohne die Anzahl er beweslichen Teile vermehren zu mussen.Task: The almost ideal shape of the combustion chamber of the reciprocating engine should be preserved. Nevertheless, the engine should have the characteristics and smoothness of a rotary piston engine. An energy-consuming torque converter should not may be required, such as B. the hyciraulic torque converter in the rotary piston engine of the Ro 80, which results in high fuel consumption. (Sheet 3, Paragraph 1) Without the advantages of the opposed piston engine, elimination of the cylinder heads, Ring injection in the diesel opposed piston engine, the pistons running against each other, the thereby mutually canceling out their mass forces, making them usable. The mode of action of multi-cylinder engines is to be achieved without the number of vereslichen parts to have to multiply.

Lösung: Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß eine neue Gestaltung von Zylinder und Kolben in Verbindung mit einer kinematisch neuen Technik des Kolbentriebwerks angewan@t wird. Beim Ringmotor haben somit alle Elementarbauteile des Verbrennungsmotors neue, zum Hubkolbenmotor von Grund auf unterschiedliche Konstruktionsmerkmale.Solution: This object is achieved according to the invention in that a New design of cylinder and piston in conjunction with a kinematically new one Piston engine technology is applied. In the case of the ring motor, all of the elementary components have The internal combustion engine has new, fundamentally different design features than the reciprocating engine.

Erzielbare Vorteile: Die erzielbaren Vorteile können, da sie zum Teil aus vorhergehendem ersichtlich sind1 in Stichworten, wie folgt, zusammengefaßt werden.Achievable Benefits: The achievable benefits can be as they are in part can be seen from the above1 can be summarized in key words as follows.

1.) Die Konstruktion des Ringmotors ist einfach und kompakt.1.) The construction of the ring motor is simple and compact.

2.) Der Ringmotor hat nur einen Zylinder, obwohl Vielzylinderwirkungsweise.2.) The ring engine has only one cylinder, although it works with multiple cylinders.

3.) Unabhangig vom Arbeitsverfabren und der Kolbenzahl nur vier bis maximal sieben bewegliche Teile.3.) Regardless of the work method and the number of pistons only four to a maximum of seven moving parts.

4.) Gestalt der Verbrennungsräume wie beim Hubkolbenmotor, obwohl Drehkolbenarbeitsweise.4.) Shape of the combustion chambers as in a reciprocating engine, although Rotary piston operation.

5.) Arbeitsweise mit allen Vorteilen des Gegenkolbenmotors, ohne eine besondere mechanische Verbindung der Kurbelwellen.5.) Working with all the advantages of the opposed piston engine, without one special mechanical connection of the crankshafts.

6.) Keine schwingenden Massen wie beim Hubkolbenmotor, kein linear schwingender Rotor wie beim Wankelmotor, nur Kreisschwingungen zweier Kolbenscheiben, die ohne Unwucht sind. Die Kreisschwingungen überlagern die konstante Drehbewegung des Motors. Die Massenkräfte der Kolben und Kolbenscheiben heben sich durch ihre Gegenläufigkeit gegenseitig auf.6.) No oscillating masses as in a reciprocating piston engine, no linear vibrating rotor as in the Wankel engine, only circular vibrations of two piston disks, which are unbalanced. The circular vibrations superimpose the constant rotary movement of the motor. The inertia forces of the pistons and piston disks are lifted by their Counter-rotation on each other.

7.) Hohe Drehzahlen und die damit verbundenen Vorteile können problemlos erreicht werden da die Dichtungs- und Gleitprobleme im Wesentlichen denen des Hubkolbenmotors entsprechen.7.) High speeds and the associated advantages can be problem-free because the sealing and sliding problems are essentially those of the reciprocating piston engine correspond.

8.) Das Drehmoment ist (siehe 9.) besser als beim Hubmotor.8.) The torque is (see 9.) better than with the lifting motor.

Es kann auf die Motorwelle bezogen, nach einem gewähltem Verhältnis vervielfacht werden. It can be related to the motor shaft, according to a selected ratio be multiplied.

9) Das expandierende Gas wirkt in allen Phasen des Arbeitshubes, ohne Abweichung, unmittelbar im Arbeitssinn, also um die Achse des Notors auf einer Kreisbahn drehend.9) The expanding gas acts in all phases of the working stroke, without Deviation, directly in the working direction, i.e. around the axis of the notor on a circular path turning.

lo.) iie geometrische Form des Ringzylinders, es steht bei kleinen Außenmaßen, eine relativ große Zylinderlänge zur Verfügung, gestattet den Bau von Langhubmotoren mit kleinen Baumaßen. Der Langhubmotor gewinnt im Zusammenhang mit der Abgasentgiftung zunehmende Bedeutung.lo.) iie geometric shape of the ring cylinder, it stands with small External dimensions, a relatively large cylinder length available, allows the construction of Long stroke motors with small dimensions. The long stroke engine wins in connection with exhaust gas detoxification is becoming increasingly important.

Jedoch auch für den Kurzhubmotor ist der Ringzylinder vorteilhaft geeignet, denn die Anzahl der Kolben kann, bei gleicher Zahl der beweglichen Teile, größer gewählt werden.However, the ring cylinder is also advantageous for the short-stroke engine suitable, because the number of pistons can, with the same number of moving parts, be chosen larger.

Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele Das erste Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgendem näher beschrieben.Description of two exemplary embodiments The first exemplary embodiment is shown in the drawing and is described in more detail below.

Kennzeichnend für den Ringmotor ist, daß er nur einen zu einem Kreisring gebogenen Zylinder beitzt. Der Zylinder ist daher endlos. Der Querschnitt des Zylinders ist eine Kreisfläche. Kreisen im Ringzylinder z. B. (ie in der Zeichnung dargestellt) vier Doppelkolben, so entspricht ein solcher Notor dem bisherigen Begriff des Achtzylindermotors. Je zwei entgegengesetzt liegende Doppelkolben-sind durch die zugehörige Kolbenscheibe starr miteinander verbunden. ;3ie bilden ein Kolbenpaar. Die Kreisbewegung der Kolbenpaare wird wechselnd beschleunigt und verzögert, sodaß im Zylinder Räume periodisch vergrößert und verkleinert werden. (B1. , Abs. 2) Ringzylinder (1) mit Gehause und Zahnrad (2) sind feststehend.A characteristic of the ring motor is that it only turns one into a circular ring curved cylinder. The cylinder is therefore endless. The cross section of the cylinder is a circular area. Circles in the ring cylinder z. B. (ie shown in the drawing) four double pistons, such a notor corresponds to the previous term of the eight-cylinder engine. Two opposing double pistons each are through the associated piston disc rigidly connected to each other. ; 3 they form a pair of pistons. The circular motion of the piston pairs is alternately accelerated and decelerated, so that spaces in the cylinder are periodically enlarged and be scaled down. (B1., Abs. 2) Ring cylinder (1) with housing and gear (2) are fixed.

Welle (3) und Schwungscheibe (4) sind miteinander fest verbunden. Wird Welle (3) gedreht, so führen die Zahnräder (7) um -das Zahnrad (2) eine planetengleiche Bewegung aus, (B1. 3 Abs. b) weil die Zahnräder (7) mit.den Exenterwellen (5) fest verbunden, und letztere in der Schwungscheibe (4) gelagert sind. Die Exenter (6) drehen sich in den Exentersteinen (8).Shaft (3) and flywheel (4) are firmly connected to one another. If the shaft (3) is rotated, the gearwheels (7) lead around the gearwheel (2) a planet-like one Movement off, (B1. 3 Para. B) because the gears (7) with the eccentric shafts (5) are fixed connected, and the latter are stored in the flywheel (4). The eccentrics (6) rotate in the eccentric stones (8).

Während die Radialbewegung der Exentersteine (8) infolge der Verschiebung in den Führungen (9) der Kolbenscheiben (lo) und (11) wirkungslos ist, erfolgt eine Drehbewegung der Kolbenscheiben (11) mit den Kolben A und B, und (lo) mit den Kolben C und D in entgegengesetzter Richtung.During the radial movement of the eccentric stones (8) as a result of the displacement is ineffective in the guides (9) of the piston disks (lo) and (11), a Rotation of the piston disks (11) with pistons A and B, and (lo) with the pistons C and D in opposite directions.

Diese Drehbewegungen treten nur als wechselnde Beschleunigung und Verzögerung der Kreisbewegung in Erscheinung. Dadurch entstehen die Hubraume. Da das Ubersetzungsverhälnis der Zahnräder 2 : 1 ist, führen die Zahnräder (7) bei einer Umdrehung um die Achse des Zahnrades (2), zwei Umdrehungen um die eigene Achse aus. (Bl. 3, Abs. 3) Die Figur 2 (Ansicht von rechts) zeigt, daß diese Ausführung, bez0en auf die Drehzahlen der Exenterwellen, einem Viertakt-Achtzylindergegenkolbenmotor entspricht. Bezieht man die Arbeitstakte auf die Motorwelle (3), gewissermaßen, vier Doppelarbeitstakte je Umdrehung, so könnte diese Ausführung mit einem 16- Zylindermotor verglichen werden, was Laufruhe bedeutet. Das Arbeitsspiel des Ringmotors bei einer Umdrehung cer Rotorwelle (3) ist wie folgt: 1.) Bei einer Drehung; um 9o Grad Ansaugen beim Passieren des Einlasses (12).These rotary movements only occur as alternating acceleration and Delay in circular motion in appearance. This creates the displacement. There the transmission ratio of the gears is 2: 1, the gears (7) lead to one revolution around the axis of the gearwheel (2), two revolutions around its own axis the end. (Bl. 3, Abs. 3) Figure 2 (view from the right) shows that this version, based on the speeds of the eccentric shafts, a four-stroke eight-cylinder opposed piston engine is equivalent to. If the work cycles are related to the motor shaft (3), to a certain extent, four double work cycles per revolution, so this version could be with a 16-cylinder engine be compared, which means smoothness. The working cycle of the ring motor at a The rotation of the rotor shaft (3) is as follows: 1.) With one rotation; suction by 90 degrees when passing the inlet (12).

2.) Bei weiterer Drehung mu 90 Grad Kompression des Gemisches.2.) With further rotation the mixture must be compressed by 90 degrees.

3.) Das komprimierte Gemisch wird gezündet, bei weiterer Drehung um 90 Grad erfolgt der Arbeitshub (16).3.) The compressed mixture is ignited, with further rotation around The working stroke (16) takes place at 90 degrees.

4.) Das verbrannte Gemisch wird beim ietzten Viertel der Umdrehung (Gase ausgeschoben (17) ) durch den Auspuff (13) entfernt.4.) The burned mixture is at the last quarter of the revolution (Gas expelled (17)) removed through the exhaust (13).

Anm: In der Zeichnung, Figur 2, ibt die Aussparung in der kolbenscheibe (10) für das Freigehen des unteren Exenterlagers um 22,5 Grad nicht gezeichnet, um den unsichtbar gezeichneten Exenter mit Exenterstein und Exenterführung deutlich zu machen.Note: In the drawing, Figure 2, there is the recess in the piston disk (10) for the free movement of the lower eccentric bearing by 22.5 degrees not shown, around the invisibly drawn eccentric with eccentric stone and eccentric guide close.

Das nachfolgend beschriebene 2. Ausführungsbeispiel soll die= Vielfalt der Konstruktionsmöglichkeiten von Motoren nach dem Ringzylindersystem aufzeigen. Ein Schiffsmotor mit- einer Leistung von mehreren tausend PS könnte wie folgt konzipiert werden: Zweitakt- Dieselmotor mit Ladegebläse. Vier liingzylinder mit je 6 Doppelkolben. Es stünden also auf den Reihenmotor hezogen, 48 Zylinder zur Verfügung. Bei diesem Zweitakter mit Zahnrädern im Verhältnis 3 : 1 würden sich am Umfang eines Ringzylindors 3 Lade- und 3 Zündstellen ergeben. Die Wärme wird dahei am Umfang der Ringzylinder gleichmäßig verteilt. Bei einer Umdrehung der Notorwelle ergeben sich 36 Zündungen. l.-immt man hinzu, daß es ein Doppelkolbenmotor fest, so ergibt sich rechnerisch die Wirkungsweise von 72 Zylindern. (Arbeitsweise der Turbine zugewandt) Das Triebwerk, innenverzahnte Zahnräder im Verhältnis 3 : 1, könnte neben oder zwischen den Ringzylindern gebaut, auf alle Kolbenscheiben gemeinsam wirken. Das führt bei dieser kompakten Bauweise zu Gewichtsverminderung. w3s könnten höhere Drehzahlen gefahren werden, da diese schon im Motor im Verhältnis 3 : 1 untersetzt werden.The second embodiment described below is intended to = diversity show the design possibilities of engines according to the ring cylinder system. A marine engine with an output of several thousand hp could be designed as follows are: two-stroke diesel engine with charge blower. Four linear cylinders with 6 double pistons each. So depending on the in-line engine, 48 cylinders would be available. With this one Two-stroke engines with gears in a ratio of 3: 1 would be located on the circumference of a ring cylinder 3 charging and 3 ignition points result. The heat is therefore on the circumference of the ring cylinder equally distributed. One rotation of the Notor shaft results in 36 ignitions. l.-if one adds that it is a fixed double-piston engine, the result is arithmetic the mode of action of 72 cylinders. (Mode of operation facing the turbine) The engine, internally toothed gears in a ratio of 3: 1, could be next to or between the ring cylinders built, act on all piston disks together. That leads to this compact one Design to reduce weight. w3s higher speeds could be driven, since these are already reduced in the motor in a ratio of 3: 1.

Bei diesem Motor käme auch der Vorteil, ringförmig gelegte Einspritzöffnungen, die schräg eingeschnitten sind, um eine Kreis zirkulation und damit rasche Verteilung des Brennstoffes zu bewirken, zum tragen.This engine would also have the advantage of annularly placed injection openings, which are inclined to create a circular circulation and thus rapid distribution of the fuel to cause it to carry.

Claims (2)

PatentansprücheClaims Geberbegriff: 1. Für die in der obigen Beschreibung einschlienlich der @azugehörigen Zeichnungen offenbarte Erfindung des Ringzylindermotors mit der Bezeichnung C z a i k a N o t be@ntrage ich ratentansprüche. Die Patentansprüche umfassen die konstruktion und den Bau aller Verbrennungskraftmaschinen, sowie die konstruktion und den Bau von Kompressoren und Pumpen alle ;rt mit einem ringförmigen Zylinder, wobei die Forr des @uerschnitts der Zylinder ohne Belang ist..Donor term: 1. For those included in the description above the @ associated drawings disclosed invention of the ring cylinder engine with the Designation C z a i k a N o t, I am applying for installment claims. The claims include the design and construction of all internal combustion engines, as well as the design and construction of compressors and pumps all; rt with an annular Cylinder, whereby the shape of the cross section of the cylinder is irrelevant. Die 1 atentansprüche unfassen für diese Motorenbauart alle Systeme unci Verfahren, sei es die Otto- Diesel- Zweitakt- oder Viertaktarbeitsweise, unabhängig von der Brennstoffart. Die 1 atentansprüche umfassen den gezeisten Antrieb und alle anderen antriebsarten, welche die gezeigte Arbeitsweise der Kolben erzielen können. (1. 5 Abs. The patent claims include all systems for this type of engine unci process, be it the gasoline, diesel, two-stroke or four-stroke mode of operation, independently on the type of fuel. The 1 patent claims include the driven drive and all of them other types of drive that can achieve the piston operation shown. (1. 5 para. 2) Kennzeichnender Teil: Die Erfindung des Ringzylindermotors ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem Ringzylinder Segmentkolben mittels des gezeigten Triebwerks, oder anderer Antriebe, periodisch Hubräume erzeugen.2) Characteristic part: The invention of the ring cylinder engine is thereby characterized in that segmented piston in a ring cylinder by means of the engine shown, or other drives, periodically generate cubic capacities. Oberbegriff d es Unt el'anspru chs: Verbrenn'ungs kraftm as chin e nach Anspruch 1.Generic term of the subclaim: Combustion power m as chin e according to claim 1. Kennzeicllnender Teil des Unteranspruchs: dadurch gekennzeichnet, das im Ringzylinder anstelle der Kolben Turbinenschaufeln kreisen, wobei die Schaufelzwischenräume verengt und erweitert werde ob ei Gemisch oder Luft angesaugt und komprimiert wird.Characteristic part of the sub-claim: characterized in, the turbine blades rotate in the ring cylinder instead of the piston, with the blade spaces narrowed and expanded whether a mixture or air is sucked in and compressed. Die Zündung bringt den effekt der Beaufschlagung der ersten Stufe einer Verbrennungsturbine, jedoch ohne getrennte Verdichtung mit dem Vorteil erträglich-er Temperaturen durch den Wechsel von kalter Ladung und heißer Verbrennung.The ignition brings the effect of loading the first stage a combustion turbine, but without separate compression with the advantage of being bearable Temperatures due to the alternation of cold loads and hot combustion.