DE19753134A1

DE19753134A1 - Rotary piston engine

Info

Publication number: DE19753134A1
Application number: DE1997153134
Authority: DE
Inventors: Martin Sterk
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-11-29
Filing date: 1997-11-29
Publication date: 1999-06-10

Abstract

The rotary piston engine has two pistons (1,2) moving in opposite directions, the co-linear extending axes (6, 7) of which are mounted so they are movable opposite one another. Several effective swept volumes (8, 9, 11, 12) are formed between each radial contact faces (10, 20) of the two respective pistons and when the engine is running produce an oscillating movement in relation to each other. Four oval gearwheels effect a circular motion superimposed on the oscillating movement of the pistons.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kreiskolbenmotor mit mindestens einem Kolben, der in einem Zylinder drehbar gelagert ist, wobei die Symmetrieachsen des mindestens einen Kolbens und des Zylinders kollinear verlaufen.The invention relates to a rotary piston engine at least one piston that rotates in a cylinder is mounted, the axes of symmetry of the at least a piston and the cylinder are collinear.

Ein Kreiskolbenmotor der eingangs genannten Art ist als sogenannter Wankel-Motor bekannt. Bei diesem Motor ist ein mit einer Mehrzahl abgerundeter Flächen ausgebildeter Kolben in einem Zylinder gelagert, dessen Innenwandung nicht kreisförmig ausgebildet ist, sondern eine Mehrzahl konkaver Aussparungen aufweist. Die Brennkammern dieses Motors werden dabei jeweils zwischen den abgerundeten Flächen des Kolbens und entsprechenden Aussparungen des Zylinders gebildet. Der Nachteil des Wankelmotors ist vor allem sein komplizierter Zusammenbau, der einen hohen Fertigungsaufwand erfordert. Ein weiteres Problem stellt die Abdichtung des Motors dar. Bereits sehr kleine Undichtheiten führen zu einer Verringerung der Motorleistung, zu einer Erhöhung der toxischen Anteile in den Abgasen und zu einem erhöhten Treibstoff- und Ölverbrauch.A rotary engine of the type mentioned is as so-called Wankel engine known. With this engine is a with a plurality of rounded surfaces Piston stored in a cylinder, the inner wall is not circular, but a plurality has concave recesses. The combustion chambers of this Motors are rounded between each Surfaces of the piston and corresponding recesses in the Cylinder formed. The disadvantage of the Wankel engine is before all its complicated assembly, the high Manufacturing effort required. Another problem is posed the sealing of the engine. Already very small Leaks lead to a reduction in Engine power, increasing the toxic proportions in the exhaust gases and to an increased fuel and Oil consumption.

Dieser Motor weist zum anderen den Nachteil auf, daß der Hubraum der Brennkammern auf natürliche Weise sehr begrenzt ist und der Kolben bezüglich der Zylinderwand nur schwer abdichtbar ist.On the other hand, this motor has the disadvantage that the Displacement of the combustion chambers is naturally very limited and the piston is difficult with respect to the cylinder wall is sealable.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kreiskolbenmotor zu schaffen, dessen Hubraum gegenüber dem Wankel-Motor vergrößert ist, dessen Brennkammern leicht abdichtbar und leicht befüllbar und entleerbar sind, und bei dem die Expansionsenergie der Verbrennungsgase zu einem hohen Anteil in kinetische Energie gewandelt wird.The object of the invention is to provide a rotary piston engine create whose cubic capacity compared to the Wankel engine is enlarged, the combustion chambers easily sealable and are easy to fill and empty, and in which the Expansion energy of the combustion gases to a high Portion is converted into kinetic energy.

Für einen Kreiskolbenmotor der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei gegeneinander beweglich gelagerte Kolben mit kollinear verlaufenden Achsen vorgesehen sind, wobei eine Mehrzahl wirksamer Hubräume zwischen jeweils zwei radialen Grenzflächen der beiden jeweiligen Kolben ausgebildet ist, die bei Betrieb des Motors mit Bezug aufeinander eine Schwingbewegung ausführen und eine Einrichtung vorgesehen ist, die bewirkt, daß der Schwingbewegung eine Kreisbewegung beider Kolben überlagert ist.For a rotary engine of the type mentioned solved this problem in that two against each other movably mounted pistons with collinear Axes are provided, with a plurality being more effective Displacements between two radial interfaces Both respective pistons are formed, which are in operation a swinging movement of the motor with respect to each other execute and a device is provided which causes that the swinging motion is a circular motion of both pistons is superimposed.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred embodiments of the invention are the subject of subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Kreiskolbenmotor wird durch das Vorsehen zweier gegeneinander beweglich gelagerter Kolben mit kollinear verlaufenden Achsen, bei denen eine Mehrzahl von Brennkammern zwischen jeweils zwei radialen Grenzflächen der beiden jeweiligen Kolbenflügel ausgebildet ist, erreicht, daß die in den jeweiligen Brennkammern entzündeten Gase jeweils rechtwinklig auf die entsprechenden Grenzflächen der jeweiligen Kolbenflügel wirken. Dadurch wird eine hohe Leistung des erfindungsgemäßen Kreiskolbenmotors erzielt. Zum anderen wird durch die Ausbildung von Brennkammern, die zwischen zwei jeweils gegeneinander beweglich gelagerten Kolben ausgebildet sind, erreicht, daß der Hubraum der Brennkammern über den Radius und die Länge des Zylinders beliebig vorgebbar ist und daß Dichtungen zwischen dem Zylinder und den Kolben deswegen leicht ausgeführt werden können, weil sie ähnlich wie bei einem Otto-Motor innerhalb eines im Querschnitt kreisförmigen Hohlzylinders wirksam sind und dementsprechend maschinell leicht herstellbar sind. In the rotary piston engine according to the invention Providing two pistons movably supported against each other with collinear axes, in which a plurality of combustion chambers between two radial Interfaces of the two respective piston wings are formed is achieved that in the respective combustion chambers ignited gases at right angles to the corresponding interfaces of the respective piston wings Act. This will ensure high performance of the Rotary piston engine according to the invention achieved. On the other hand is achieved through the formation of combustion chambers between two pistons movably supported against each other are formed, that the displacement of the Combustion chambers over the radius and length of the cylinder is arbitrary and that seals between the Cylinder and piston are therefore easy to run can because they are similar to a gasoline engine within effective of a circular hollow cylinder in cross section and are therefore easy to manufacture by machine are.

Im Vergleich zu Verbrennungsmotoren ähnlicher Bauart zeichnet sich diejenige des erfindungsgemäßen Motors durch einen sehr einfachen konstruktiven Aufbau aus. Um die Motorsteuerung zu regeln werden keine Teile wie Ventile, Nockenwelle oder Kurbelwelle benötigt. Dadurch ist es möglich, die Fertigungskosten beträchtlich zu senken. Alle wesentlichen Bauteile des Motors haben gut anschleifbare zylindrische Oberflächen und können mit hoher Präzision unter geringen Kosten hergestellt werden. Die Abdichtung des Motors bereitet ebenfalls keine Probleme. Mit herkömmlichen Dichtungselementen kann eine nahezu absolute Dichtheit erreicht werden. Ein weiterer Vorteil des Motors sind seine geringen Abmessungen.Compared to internal combustion engines of a similar design is characterized by that of the engine according to the invention a very simple constructive structure. To the Motor control will not regulate parts such as valves, Camshaft or crankshaft required. That’s it possible to reduce manufacturing costs considerably. All essential components of the engine have easy to grind cylindrical surfaces and can with high precision can be manufactured at low cost. The seal of the engine does not cause any problems either. With conventional sealing elements can be almost absolute Tightness can be achieved. Another advantage of the engine are its small dimensions.

Der erfindungsgemäße Motor ist ein im Viertakt arbeitender Drehkolbenmotor, der wahlweise mit vier oder acht Verbrennungsräumen ausrüstbar ist.The engine according to the invention is a four-stroke engine Rotary piston engine, optionally with four or eight Combustion rooms can be equipped.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kreiskolbenmotors ist ein Einlaßschlitz entlang der Peripherie des Zylinders vorgesehen.According to a preferred embodiment of the Rotary piston engine according to the invention is an inlet slot provided along the periphery of the cylinder.

Vorzugsweise sind zwei Kolben mit jeweils zwei Kolbenflügeln vorgesehen, wobei zwischen den jeweiligen Grenzflächen der insgesamt vier Kolbenflügel vier Verbrennungsräume gebildet sind und bei einer Umdrehung der Motorwelle vier Verbrennungsvorgänge vorgesehen sind. Preferably there are two pistons, each with two Piston wings are provided, being between the respective Interfaces of the four piston wings four Combustion chambers are formed and at one revolution Motor shaft four combustion processes are provided.

Vorzugsweise werden bei dem erfindungsgemäßen Motor unterschiedliche Massen der Kolben durch Aussparungen und/oder Zusatzmassen an den Kolben und/oder den Zahnrädern ausgeglichen. Dadurch wird die Lauf ruhe des Motors erhöht.Preferably in the engine according to the invention different masses of the pistons due to recesses and / or additional masses on the pistons and / or the gears balanced. This increases the quiet running of the engine.

Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Kreiskolbenmotor die Achse des einen Kolbens als Vollstange ausgebildet und die Achse des anderen Kolbens als Hohlstange ausgebildet, deren lichter Durchmesser so bemessen ist, daß die Vollstange des einen Kolbens in ihr kollinear ausgerichtet beweglich gelagert ist. Dadurch wird erreicht, daß eine gegenseitige Beweglichkeit der beiden Kolben mit kollinear verlaufenden Achsen auf einfache und gleichzeitig robuste Weise hergestellt ist.Preferably in the rotary piston engine according to the invention the axis of a piston is designed as a solid rod and the axis of the other piston is designed as a hollow rod, whose clear diameter is such that the Solid rod of one piston aligned collinearly in it is movably mounted. This ensures that a mutual mobility of the two pistons with collinear extending axes on simple and at the same time robust Way is made.

Die Einrichtung zum Bewirken einer der Schwingbewegung (ca. 60°) der Kolben überlagerten Kreisbewegung weist vorzugsweise vier ovale Zahnräder auf, deren Hauptachsen jeweils paarweise senkrecht aufeinanderstehend angeordnet sind. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Achse des einen Kolbens mit einem ersten ovalen Zahnrad verbunden ist und die Achse des anderen Kolbens mit einem zweiten ovalen Zahnrad verbunden ist, wobei diese ovalen Zahnräder kollinear hintereinander angeordnet sind und die Hauptachsen dieser ovalen Zahnräder senkrecht aufeinanderstehen. Dabei sind vorzugsweise das erste und zweite ovale Zahnrad über ein drittes und viertes ovales Zahnrad miteinander verbunden, wobei das dritte und vierte ovale Zahnrad kollinear hintereinander auf einer Achse angeordnet sind, wobei die Hauptachsen des dritten und vierten ovalen Zahnrades senkrecht aufeinanderstehen.The device for causing one of the swinging movements (approx. 60 °) of the piston superimposed circular movement preferably four oval gears, whose main axes arranged in pairs perpendicular to each other are. It is particularly advantageous if the axis of a piston connected to a first oval gear and the axis of the other piston with a second one oval gear is connected, these oval gears are collinearly arranged one behind the other Major axes of these oval gears are perpendicular stand on each other. The first and second oval gear over a third and fourth oval Gear connected together, the third and fourth oval gear wheel collinear in a row on one axis are arranged, the main axes of the third and fourth oval gear are perpendicular to each other.

Vorzugsweise ist die Achse des einen Kolbens als Vollstange ausgebildet und die Achse des anderen Kolbens als Hohlstange ausgebildet, deren lichter Durchmesser so bemessen ist, daß die Vollstange in ihr kollinear ausgerichtet beweglich gelagert ist.The axis of one piston is preferably a solid rod trained and the axis of the piston other than Hollow rod formed, the inside diameter so is dimensioned so that the solid rod is collinear in it aligned is movably supported.

Vorzugsweise ist die jeweilige Winkelposition der Schlitze so vorgesehen, daß sie jeweils mit der Position der jeweiligen Brennkammer übereinstimmt, die durch die jeweiligen Grenzflächen der betreffenden Abschnitte der Kolbenflügel gebildet ist, so daß eine zeitlich korrekte Füllung bzw. Entleerung der Brennkammern bewirkt wird.The respective angular position of the slots is preferably so provided that they correspond with the position of the respective combustion chamber, which is matched by the respective interfaces of the relevant sections of the Piston wing is formed so that a correct timing Filling or emptying of the combustion chambers is effected.

Die Einrichtung zum Bewirken einer der Schwingbewegung der Kolben (1, 2) überlagerten Kreisbewegung weist vorzugsweise vier ovale Zahnräder auf, deren Hauptachsen jeweils paarweise senkrecht aufeinanderstehend angeordnet sind. Die Achse des anderen Kolbens ist vorzugsweise mit einem ersten ovalen Zahnrad verbunden und die Achse des einen Kolbens ist vorzugsweise mit einem zweiten ovalen Zahnrad verbunden, wobei diese ovalen Zahnräder kolinear hintereinander angeordnet sind und die Hauptsachen dieser ovalen Zahnräder senkrecht aufeinander stehen.The device for effecting a circular movement superimposed on the oscillating movement of the pistons ( 1 , 2 ) preferably has four oval gear wheels, the main axes of which are each arranged in pairs perpendicular to one another. The axis of the other piston is preferably connected to a first oval gearwheel and the axis of one piston is preferably connected to a second oval gearwheel, these oval gearwheels being arranged colinear one behind the other and the main features of these oval gearwheels being perpendicular to one another.

Das erste und das zweite ovale Zahnrad sind vorzugsweise über ein drittes und viertes ovales Zahnrad miteinander verbunden, die kollinear hintereinander auf einer Achse angeordnet sind und deren Hauptachsen senkrecht aufeinander stehen.The first and second oval gears are preferred with a third and fourth oval gear connected, the collinear one behind the other on an axis are arranged and their main axes perpendicular to each other stand.

Sowohl der Einlaßschlitz als auch der Auslaßschlitz sind vorzugsweise gradlinig ausgebildet und entlang der Peripherie des Zylinders angeordnet, wobei der Einlaßschlitz vorzugsweise bei einem Winkel von ca. 1° beginnt und bei 60° endet, und der Auslaßschlitz vorzugsweise bei einem Winkel von ca. 60° beginnt und bei -1° endet, wobei die Winkel jeweils im Gegenuhrzeigersinn von der Vertikalen ausgehend angegeben sind.Both the inlet slot and the outlet slot are preferably straight and along the Periphery of the cylinder arranged, the Inlet slot preferably at an angle of approximately 1 ° starts and ends at 60 °, and the outlet slot preferably begins at an angle of approximately 60 ° and at -1 ° ends, the angles being counterclockwise are indicated starting from the vertical.

Die Grenzflächen der Kolben sind jeweils ebenfalls gradlinig ausgebildet, wobei zwischen benachbarten Teilen sich gegenüberstehender Grenzflächen der Kolben jeweils gleiche Abstände vorgegeben sind.The interfaces of the pistons are also each straight, with between adjacent parts opposing interfaces of the pistons in each case equal distances are specified.

Mit der gradlinigen Ausbildung des Einlaßschlitzes und des Auslaßschlitzes wird in Verbindung mit einer gradlinigen Ausbildung der Grenzflächen der Kolben ein Schwingverhalten der Kolben innerhalb des Zylinders bewirkt, bei dem die jeweiligen Brennkammern sich so ausdehnen, daß zuerst in einem ersten Takt der erste Kolben um 60° in Richtung vorwärts schwingt, und der zweite Kolben um 120° in Richtung vorwärts schwingt, woraufhin in einem zweiten Takt der erste Kolben um 120° in Richtung vorwärts schwingt und der zweite Kolben um 60° in Richtung vorwärts schwingt. With the straightforward design of the inlet slot and Outlet slot is used in conjunction with a straight line Formation of the interfaces of the pistons vibrates the piston inside the cylinder causes the respective combustion chambers expand so that first in a first stroke the first piston in the direction of 60 ° swings forward, and the second piston rotates 120 ° in Direction swings forward, whereupon in a second measure the first piston swings forward by 120 ° and the second piston swings forward by 60 °.

Mit diesem Schwingverhalten einher geht eine Ausbildung des jeweils ersten und zweiten ovalen Zahnrades derart, daß das Verhältnis der Länge der Längsachse zur Länge der Breitachse eines jeden Zahnrades 2:1 beträgt. Alternativ ist es möglich, ein Zahnradpaar rund auszubilden, und dem anderen Zahnradpaar ein Verhältnis der Länge der Längsachse zu derjenigen der Breitachse von 4 : 1 zu geben.This vibration behavior is accompanied by an education of the first and second oval gear such that the Ratio of the length of the longitudinal axis to the length of the Broad axis of each gear is 2: 1. Alternatively it is possible to form a gear pair round, and the other pair of gears a ratio of the length of the longitudinal axis to give that of the wide axis of 4: 1.

Im Gegensatz dazu steht ein anderes mögliches Schwingverhalten der beiden Kolben, das aus der DE 197 40 133.3 bekannt ist. Gemäß diesem Schwingverhalten schwingt in einem ersten Takt der erste Kolben zunächst um 90° und der zweite Kolben um 30°, woraufhin in einem zweiten Takt der erste Kolben um 90° schwingt und der zweite Kolben um 150° schwingt.In contrast, there is another possible one Vibration behavior of the two pistons, which from the DE 197 40 133.3 is known. According to this vibration behavior the first piston swings around in a first cycle 90 ° and the second piston by 30 °, whereupon in one second stroke the first piston swings through 90 ° and the second piston swings through 150 °.

Bei diesem bekannten Schwingverhalten beträgt das Verhältnis des Längsdurchmessers zum Querdurchmesser des sowohl ersten als auch zweiten ovalen Zahnrades 1:1,666. Dieses Längen- zu Breitenverhältnis der ovalen Zahnräder, das numerisch nur schwer einstellbar ist, bedingt, daß Ovalzahnräder gemäß diesem Stand der Technik nur unter erhöhtem technischen Aufwand und erhöhten Kosten herstellbar sind.With this known vibration behavior this is Ratio of the longitudinal diameter to the transverse diameter of the both first and second oval gear 1: 1.666. This length to width ratio of the oval gears, which is difficult to set numerically, requires that Oval gears according to this state of the art only under increased technical effort and costs are producible.

Darüberhinaus weist der erfindungsgemäße Kreiskolbenmotor gegenüber dem aus der DE 197 40 133.1 bekannten Kreiskolbenmotor den Vorteil auf, daß durch die linear gradlinige Ausbildung sowohl des Einlaßschlitzes als auch des Auslaßschlitzes wie auch der Grenzflächen der Kolben sowohl der Zylinder als auch die Kolben des erfindungsgemäßen Motors und somit der erfindungsgemäße Motor insgesamt kostengünstiger als der aus der DE 197 40 133.3 vorbekannte Motor herstellbar ist.In addition, the rotary piston engine according to the invention compared to that known from DE 197 40 133.1 Rotary piston engine has the advantage of being linear straightforward training of both the inlet slot and the outlet slot as well as the interfaces of the pistons both the cylinder and the pistons of the engine according to the invention and thus the inventive Motor overall cheaper than that from the DE 197 40 133.3 known engine can be produced.

Durch Ausbilden einer nach außen konvexen Wölbung der Zylinderaußenwand derart, das ein Rotationsellipsoid entsteht, ist es ermöglicht, eine verbesserte Durchwirbelung des Verbrennungsgemisches in einer Brennkammer und damit eine bessere Verbrennung des Motors zu erzielen.By forming an outwardly convex curvature of the Outer cylinder wall such that an ellipsoid of revolution arises, it is possible to improve Whirling the combustion mixture in one Combustion chamber and therefore better combustion of the engine to achieve.

Bei einer gewollten Veränderung des Hubwinkelbereichs muß eine Änderung der Ovalitzität der Zahnräder vorgenommen werden, sowie die Ein- und Auslaßschlitz den Kolbengrenzflächen derart angepaßt werden, das diese mindestens eine Krümmung aufweisen.If you want to change the stroke angle range, you must made a change in the ovality of the gears be, as well as the inlet and outlet slot Piston interfaces are adjusted so that this have at least one curvature.

Der erfindungsgemäße Kreiskolbenmotor wird im folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen:The rotary piston engine according to the invention is as follows explained using a preferred embodiment, which in the figures of the drawing is shown. Show it:

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungs gemäßen Kreiskolbenmotors in einer Ansicht von schräg vorne; Figure 1 shows a preferred embodiment of the rotary piston engine according to the invention in a view obliquely from the front.

Fig. 2 den in Fig. 1 dargestellten Kreiskolbenmotor in einer, teilweisen gebrochenen, Darstellung von oben; FIG. 2 shows the rotary piston engine shown in FIG. 1 in a partially broken representation from above;

Fig. 3 den in Fig. 1 dargestellten Kreiskolbenmotor in einer Querschnittsansicht; FIG. 3 shows the rotary piston engine shown in FIG. 1 in a cross-sectional view;

Fig. 4 den Zylinderteil mit den sich darin befindlichen Kolben des in Fig. 1 dargestellten Kreiskolbenmotors in einer auf eine Ebene projizierten Darstellung, in einer ersten Schwingungsphase; Fig. 4 the cylinder member with the piston located therein the rotary piston engine shown in Figure 1 in a projected onto a plane view, in a first phase of vibration.

Fig. 5 den Zylinderteil des in Fig. 1 dargestellten Kreiskolbenmotors in einer geschnittenen Ansicht von vorne entsprechend den Linien B-B der Fig. 4, in der gleichen wie in Fig. 4 dargestellten Schwingungsphase; Fig. 5 is the cylinder part of the rotary piston engine shown in Figure 1 in a sectional front view according to the lines BB of Figure 4, vibration phase shown in the same as in Fig. 4..;

Fig. 5a den Zylinderteil des in Fig. 5 dargestellten Kreiskolbenmotors in einer geschnittenen Ansicht, in einer weiteren Schwingungsphase; Figure 5a is the cylinder part of the engine shown in Fig rotary piston 5 in a sectional view, in a further oscillation phase..;

Fig. 6 den kurzen Kolben 2 mit der Hohlwelle 7 in einer Ansicht von schräg unten; Fig. 6 the short piston 2 with the hollow shaft 7 in a view obliquely from below;

Fig. 7 den langen Kolben 1 mit der Vollwelle 6 in einer Ansicht von schräg oben. Fig. 7 shows the long piston 1 with the solid shaft 6 in an oblique view from above.

Bei dem in den Fig. 1 bis 7 dargestellten erfindungsgemäßen Kreiskolbenmotor 100 sind zwei Kolben 1, 2 in einem Zylinder 3 drehbar gelagert, wobei die Symmetrieachsen 4, 5 des Kolbens 1, des Kolbens 2 und des Zylinders 3 kollinear ausgerichtet sind. Die Achse 6 des einen Kolbens 1 ist dabei als Vollstange 6 ausgebildet, und die Achse 7 des anderen Kolbens 2 ist dabei als Hohlstange ausgebildet, deren lichter Durchmesser so bemessen ist, daß die Vollstange 6 drehbar in der Hohlstange 7 gelagert ist. In the rotary piston engine 100 according to the invention shown in FIGS. 1 to 7, two pistons 1 , 2 are rotatably supported in a cylinder 3 , the axes of symmetry 4 , 5 of the piston 1 , the piston 2 and the cylinder 3 being aligned collinearly. The axis 6 of one piston 1 is designed as a solid rod 6 , and the axis 7 of the other piston 2 is designed as a hollow rod, the clear diameter of which is such that the solid rod 6 is rotatably mounted in the hollow rod 7 .

Die Kolben 1, 2 weisen jeweils Grenzflächen 10, 10', 20, 20' auf, wobei zwischen benachbarten Teilen sich gegenüberstehender Grenzflächen 10, 20 bzw. 10', 20' jeweils gleiche Abstände vorgegeben sind. Zwischen den jeweiligen Grenzflächen 10, 20 bzw. 10', 20' ist eine Mehrzahl wirksamer Hubräume 8, 9, 11, 12 ausgebildet, die nach außen durch den Zylinder 3, und an den Enden durch die Abdeckplatten 30 und 31 begrenzt sind.The pistons 1 , 2 each have interfaces 10 , 10 ', 20 , 20 ', the same distances being specified between adjacent parts of opposing interfaces 10 , 20 and 10 ', 20 ', respectively. A plurality of effective displacements 8 , 9 , 11 , 12 is formed between the respective interfaces 10 , 20 and 10 ', 20 ', which are delimited on the outside by the cylinder 3 and at the ends by the cover plates 30 and 31 .

Wie aus Fig. 4, 5, und 5a ersichtlich, ist ein gradlinig ausgebildeter Einlaßschlitz 13 entlang der Wand des Zylinders 3 vorgesehen, der bei einem Winkel von ca. 1° bis ca. 60° angeordnet ist, gemessen im Gegenuhrzeigersinn von der Vertikalen ausgehend. Die Öffnungen des Einlaßschlitzes 13 decken rotatorisch aus der Drehachse gemessen immer einen Bereich von ca. 60° ab. Bei Betrieb des Motors wird durch die Einlaßschlitzöffnung 13 Brennstoff in den zwischen den Kolben 1, 2 ausgebildeten jeweiligen Hubraum 8, 9, 11, 12 eingesaugt, verdichtet und gezündet. Der in der Drehrichtung vorne liegende jeweilige Kolbenflügel des einen Kolbens wird durch die Expansion des Brenngases beschleunigt, und der nachfolgende Kolbenflügel des anderen Kolbens abgebremst. Dadurch wird die Verbrennungsenergie als rotatorische Bewegungsenergie von den Motorbauteilen aufgenommen.As shown in Fig. 4, 5, and 5a can be seen a straight line formed inlet slot 13 is provided along the wall of the cylinder 3, which is arranged at an angle of about 1 ° to about 60 ° as measured counterclockwise from the vertical starting . The openings of the inlet slot 13 always cover a range of approximately 60 ° measured in rotation from the axis of rotation. When the engine is operating, fuel is sucked in, compressed and ignited through the inlet slot opening 13 into the respective displacement 8 , 9 , 11 , 12 formed between the pistons 1 , 2 . The respective piston wing of one piston lying in the front in the direction of rotation is accelerated by the expansion of the fuel gas, and the subsequent piston wing of the other piston is braked. As a result, the combustion energy is absorbed by the engine components as rotational kinetic energy.

Nach dem Arbeitstakt wird das verbrannte Brenngas durch den ebenfalls gradlinig ausgebildeten, entlang der Peripherie des Zylinders angeordneten Auslaßschlitz 16 durch das sich Annähern der jeweiligen Kolbenflügel hinausgepreßt. Der Auslaßschlitz 16 fängt bei ca. -60° an und endet bei ca. -1°, gemessen im Gegenuhrzeigersinn von der Vertikalen ausgehend (siehe Fig. 8-Fig. 11) und deckt somit immer eine rotatorisch gemessene Öffnung von 60° ab. Auf diese Weise wird eine Schwingbewegung von ca. 60° der Kolben 1, 2 innerhalb des Zylinders 3 bewirkt. Die Schwingbewegung wechselt bei einer Motorumdrehung aufgrund der Wirkung der Einrichtung 110 vier mal, so das ein Verbrennungsraum bei einer Motorumdrehung alle vier Takte durchläuft (Ansaugen - Verdichten - Arbeitstakt - und ausstoßen). Da zu jedem Zeitpunkt eines Kolbenumlaufs alle vier Verbrennungsräume 8, 9, 11, 12 des erfindungsgemäßen Motors für jeweils eine bestimmte Betriebsphase genutzt werden, werden bei einer Drehung der Kolben 1, 2 vier Verbrennungsvorgänge erzeugt. Dabei durchläuft jeder Verbrennungsraum einen jeweils anderen Takt, so daß zum Beispiel Raum 8 ansaugt, Raum 9 verdichtet, Raum 11 den Arbeitstakt durchläuft und Raum 12 das verbrannte Gas ausstößt. Bei einer Weiterdrehung der Welle 105 um eine viertel Drehung wechseln die Takte in den vier Verbrennungsräumen. Eine in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Einrichtung 110 bewirkt bei dem erfindungsgemäßen Kreiskolbenmotor 100, daß der Schwingbewegung der Kolben 1, 2 eine Kreisbewegung überlagert wird.After the work cycle, the burned fuel gas is pressed out through the likewise straight-line outlet slot 16 , which is arranged along the periphery of the cylinder, as the respective piston wings approach each other. The outlet slot 16 begins at approximately -60 ° and ending at about -1 ° as measured counterclockwise from the vertical starting (see Fig. 8 Fig. 11) and thus always covers a rotationally measured opening of 60 °. In this way, an oscillating movement of approximately 60 ° of the pistons 1 , 2 is effected within the cylinder 3 . The oscillating movement changes four times during an engine revolution due to the action of the device 110 , so that a combustion chamber runs through every four cycles during one engine revolution (intake - compression - work cycle - and exhaust). Since all four combustion chambers 8 , 9 , 11 , 12 of the engine according to the invention are used for a particular operating phase at any point in time of a piston revolution, four combustion processes are generated when the pistons 1 , 2 are rotated. Each combustion chamber runs through a different cycle, so that, for example, room 8 draws in, room 9 compresses, room 11 goes through the working cycle and room 12 ejects the burned gas. When the shaft 105 is further rotated by a quarter turn, the cycles in the four combustion chambers change. A device 110 shown in FIGS. 1 to 3 causes in the rotary piston engine 100 according to the invention that the oscillating movement of the pistons 1 , 2 is superimposed on a circular movement.

Die Einrichtung 110 weist vier ovale Zahnräder 101, 102, 103 und 104 auf, deren Hauptachsen 101', 102', 103' und 104' jeweils paarweise senkrecht aufeinanderstehend angeordnet sind. Bei der Einrichtung 110 ist die Achse 7 des anderen Kolbens 2 mit einem ersten ovalen Zahnrad 101 verbunden, und die Achse 6 des einen Kolbens 1 mit einem zweiten ovalen Zahnrad 104 verbunden, wobei diese ovalen Zahnräder 101, 104 kollinear hintereinander angeordnet sind und die Hauptachsen 101', 104' dieser ovalen Zahnräder 101, 104 senkrecht aufeinanderstehend angeordnet sind. Das erste ovale Zahnrad 101 und das zweite ovale Zahnrad 104 sind dabei über ein drittes ovales Zahnrad 102 und ein viertes ovales Zahnrad 103 miteinander verbunden, wobei die Zahnräder 102 und 103 kollinear hintereinander auf einer Achse 105 angeordnet sind , wobei die jeweiligen Hauptachsen 102', 103' der Zahnräder 102, 103 senkrecht aufeinanderstehend angeordnet sind.The device 110 has four oval gear wheels 101 , 102 , 103 and 104 , the main axes 101 ', 102 ', 103 'and 104 ' of which are each arranged in pairs perpendicular to one another. In the device 110 , the axis 7 of the other piston 2 is connected to a first oval gear wheel 101 , and the axis 6 of the one piston 1 is connected to a second oval gear wheel 104 , these oval gear wheels 101 , 104 being arranged collinearly one behind the other and the main axes 101 ', 104 ' of these oval gear wheels 101 , 104 are arranged perpendicular to one another. The first oval gear 101 and the second oval gear 104 are connected to each other via a third oval gear 102 and a fourth oval gear 103 , the gears 102 and 103 being arranged in a collinear manner one behind the other on an axis 105 , the respective main axes 102 ′, 103 'of the gear wheels 102 , 103 are arranged perpendicular to one another.

Die ovalen Zahnräder 101 bis 104 weisen bezüglich der Länge ihrer Längsachsen zu der ihren Querachsen ein Verhältnis von 2/1 auf.The oval gear wheels 101 to 104 have a ratio of 2/1 with respect to the length of their longitudinal axes to that of their transverse axes.

Bei Betrieb des erfindungsgemäßen Kreiskolbenmotors 100 bewirkt eine Expansion entzündeter, heißer Treibstoffgase beispielsweise in der Brennkammer 8 eine Bewegung der Kolben 1, 2 in Richtung voneinander fort. Das mit der Achse 7 des Kolbens 2 verbundene ovale Zahnrad 101 bewegt sich dabei in der Richtung desjenigen Pfeiles, der in der Fig. 1 auf seiner Oberfläche dargestellt ist. In der in Fig. 1 dargestellten Ausgangsposition bewirkt eine Drehung des Zahnrades 101 um eine kleine Winkelauslenkung eine relativ große Winkelauslenkung des auf der Achse 105 angeordneten Zahnrades 102. Das ebenfalls auf der Achse 105 angeordnete Zahnrad 103, das sich um den gleichen Winkelbetrag wie das Zahnrad 102 dreht, bewirkt dann schon bei einer relativ kleinen Winkelauslenkung eine relativ große Winkelauslenkung des mit der Achse 6 des Kolbens 1 verbundenen Zahnrads 104. When the rotary piston engine 100 according to the invention is operating, expansion of ignited, hot fuel gases, for example in the combustion chamber 8, causes the pistons 1 , 2 to move away from one another. The oval gear 101 connected to the axis 7 of the piston 2 moves in the direction of the arrow that is shown on its surface in FIG. 1. In the embodiment shown in Fig. 1 starting position causes rotation of the gear 101 about a small angular displacement, a relatively large angular deflection of which is arranged on the axis 105 of gear 102. The likewise arranged on the shaft 105 gear 103 which rotates about the same angular amount as the gear 102 rotates, then causes a relatively large angular deflection of the gearwheel 104 connected to the axis 6 of the piston 1 even with a relatively small angular deflection .

Die unterschiedliche, sich wechselnde lokale Kraftübertragung der Zahnräder 101 rsp. 104 bewirkt dabei, daß sich der Schwingbewegung der Kolben 1, 2 eine Kreisbewegung überlagert. Die Welle 105 rotiert mit der durchschnittlichen Drehzahl der beiden Kolben 1 und 2. An der Verlängerung der Welle 105 ist die Rotationsenergie des Motors mit konstanter Winkelgeschwindigkeit abnehmbar. An der Verlängerung der Welle 6 ist die Rotationsenergie des Motors mit sich pro Umdrehung ändernder Winkelgeschwindigkeit abnehmbar, wie dies beispielsweise zum Betreiben von Kompressoren wünschenswert ist.The different, changing local power transmission of the gears 101 rsp. 104 causes the oscillating movement of the pistons 1 , 2 to overlap a circular movement. The shaft 105 rotates at the average speed of the two pistons 1 and 2. On the extension of the shaft 105 , the rotational energy of the motor can be removed at a constant angular velocity. At the extension of the shaft 6 , the rotational energy of the motor can be removed with an angular velocity that changes per revolution, as is desirable, for example, for operating compressors.

Der Motor weist den Vorteil auf, daß sich bei seiner Erhitzung die Bauteile rotationssymmetrisch senkrecht zur Richtung der Kolbenbewegung ausdehnen. Dadurch wird automatisch erreicht, daß der Motor auch bei sehr hohen Temperaturen und damit mit hohem Wirkungsgrad betreibbar ist.The engine has the advantage that at its Heating the components rotationally symmetrically perpendicular to the Extend the direction of piston movement. This will automatically achieved that the engine even at very high Temperatures can be operated with high efficiency is.

Der erfindungsgemäße Motor weist darüberhinaus den Vorteil auf, daß er kein gesondertes Verteilungssystem für das Treibstoff/Luft-Gemisch und auch kein gesondertes System zum Ausleiten der Abgase, da jeder Zylinder mit jeweils vier Hubräumen nur jeweils ein Ansaug- bzw. ein Abgasrohr benötigt.The motor according to the invention also has the advantage on that he has no separate distribution system for the Fuel / air mixture and also no separate system to discharge the exhaust gases, since each cylinder with each four displacements only one intake and one exhaust pipe needed.

Claims

1. Kreiskolbenmotor (100) mit mindestens einem Kolben (1), der in einem Zylinder (3) drehbar gelagert ist, wobei die Symmetrieachsen (4, 5) des mindestens einen Kolbens (1) und des Zylinders (3) kollinear verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegeneinander beweglich gelagerte Kolben (1, 2) vorgesehen sind, deren kollinear verlaufende Achsen (6, 7) so gelagert sind, daß sie gegeneinander beweglich sind, wobei eine Mehrzahl wirksamer Hubräume (8, 9, 11, 12) zwischen jeweils zwei radialen Grenzflächen (10, 20) der beiden jeweiligen Kolben (1, 2) ausgebildet ist, die bei Betrieb des Motors (100) mit Bezug aufeinander eine Schwingbewegung ausführen, und eine Einrichtung (110) vorgesehen ist, die bewirkt, daß der Schwingbewegung eine Kreisbewegung beider Kolben (1, 2) überlagert ist.1. Rotary piston engine ( 100 ) with at least one piston ( 1 ) which is rotatably mounted in a cylinder ( 3 ), the axes of symmetry ( 4 , 5 ) of the at least one piston ( 1 ) and the cylinder ( 3 ) being collinear, thereby characterized in that two pistons ( 1 , 2 ) movably supported relative to one another are provided, the collinear axes ( 6 , 7 ) of which are supported such that they are movable relative to one another, a plurality of effective displacements ( 8 , 9 , 11 , 12 ) between In each case two radial interfaces ( 10 , 20 ) of the two respective pistons ( 1 , 2 ) is formed, which execute an oscillating movement with respect to one another when the motor ( 100 ) is operating, and a device ( 110 ) is provided which causes the Swinging movement a circular movement of both pistons ( 1 , 2 ) is superimposed.

2. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kolben mit jeweils zwei Kolbenflügeln vorgesehen sind, wobei zwischen den jeweiligen Grenzflächen der insgesamt vier Kolbenflügel vier Verbrennungsräume gebildet sind und bei einer Umdrehung der Motorwelle vier Verbrennungsvorgänge vorgesehen sind.2. Rotary piston engine according to claim 1, characterized in that two pistons, each with two piston wings, are provided are, between the respective interfaces of the a total of four piston wings formed four combustion chambers are four and one revolution of the motor shaft Combustion processes are provided.

3. Kreiskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Massen der Kolben (1,2) durch Aussparungen und/oder Zusatzmassen an den Kolben (1,2) und/oder den Zahnrädern 101 und 104 ausgeglichen werden. 3. Rotary piston engine according to one of the preceding claims, characterized in that different masses of the pistons ( 1 , 2 ) are compensated for by recesses and / or additional masses on the pistons ( 1 , 2 ) and / or the gears 101 and 104 .

4. Kreiskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (6) des einen Kolbens (1) als Vollstange (6) ausgebildet ist und die Achse (7) des anderen Kolbens (2) als Hohlstange (7) ausgebildet ist, deren lichter Durchmesser so bemessen ist, daß die Vollstange (6) in ihr kollinear ausgerichtet beweglich gelagert ist.4. Rotary piston engine according to one of the preceding claims, characterized in that the axis ( 6 ) of one piston ( 1 ) is designed as a solid rod ( 6 ) and the axis ( 7 ) of the other piston ( 2 ) is designed as a hollow rod ( 7 ) , whose clear diameter is dimensioned so that the solid rod ( 6 ) is movably mounted in its collinear orientation.

5. Kreiskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bewirken einer der Schwingbewegung der Kolben (1, 2) überlagerten Kreisbewegung vier ovale Zahnräder (101, 102, 103, 104) aufweist, deren Hauptachsen (101', 102', 103', 104') jeweils paarweise senkrecht aufeinanderstehend angeordnet sind.5. Rotary piston engine according to one of the preceding claims, characterized in that the device for causing the oscillating movement of the pistons ( 1 , 2 ) superimposed circular movement has four oval gears ( 101 , 102 , 103 , 104 ), the main axes ( 101 ', 102 ', 103 ', 104 ') are arranged in pairs perpendicular to each other.

6. Kreiskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (7) des anderen Kolbens (2) mit einem ersten ovalen Zahnrad (101) verbunden ist und die Achse (6) des einen Kolbens (1) mit einem zweiten ovalen Zahnrad (104) verbunden ist, wobei diese ovalen Zahnräder (101, 104) kolinear hintereinander angeordnet sind und die Hauptaschen (101', 104') dieser ovalen Zahnräder (101, 104) senkrecht aufeinander stehen.6. Rotary piston engine according to one of the preceding claims, characterized in that the axis ( 7 ) of the other piston ( 2 ) is connected to a first oval gear ( 101 ) and the axis ( 6 ) of the one piston ( 1 ) with a second oval Gear wheel ( 104 ) is connected, these oval gear wheels ( 101 , 104 ) being arranged colinear one behind the other and the main shafts ( 101 ', 104 ') of these oval gear wheels ( 101 , 104 ) being perpendicular to one another.

7. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste (101) und zweite (104) ovale Zahnrad über ein drittes (102) und viertes (103) ovales Zahnrad miteinander verbunden sind, die kollinear hintereinander auf einer Achse (105) angeordnet sind und deren Hauptachsen (102', 103') senkrecht aufeinander stehen.7. Rotary piston engine according to claim 6, characterized in that the first ( 101 ) and second ( 104 ) oval gear via a third ( 102 ) and fourth ( 103 ) oval gear are interconnected, the collinear one behind the other on an axis ( 105 ) are and their main axes ( 102 ', 103 ') are perpendicular to each other.

8. Kreiskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein gradlinig ausgebildete Einlaßschlitz (13) entlang der Peripherie des Zylinder (3) vorgesehen ist.8. Rotary piston engine according to one of the preceding claims, characterized in that a straight inlet slot ( 13 ) is provided along the periphery of the cylinder ( 3 ).

9. Kreiskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein gradlinig ausgebildeter Auslaßschlitz (16) entlang der Peripherie des Zylinders (3) angeordnet ist.9. Rotary piston engine according to one of the preceding claims, characterized in that a straight-line outlet slot ( 16 ) is arranged along the periphery of the cylinder ( 3 ).

10. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßschlitz (13) bei einem Winkel von ca. 1° beginnt und bei ca. 60° endet, wobei der Winkel im Gegenuhrzeigersinn von der Vertikalen ausgehend angegeben ist.10. Rotary piston engine according to claim 8, characterized in that the inlet slot ( 13 ) begins at an angle of approximately 1 ° and ends at approximately 60 °, the angle being indicated in a counterclockwise direction from the vertical.

11. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßschlitz (16) bei einem Winkel von ca. -60° beginnt und bei ca. -1° endet, wobei der Winkel im Gegenuhrzeigersinn von der Vertikalen ausgehend angegeben ist.11. Rotary piston engine according to claim 9, characterized in that the outlet slot ( 16 ) begins at an angle of approximately -60 ° and ends at approximately -1 °, the angle being indicated in a counterclockwise direction from the vertical.

12. Kreiskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzflächen (10, 20) der Kolben (1, 2) gradlinig ausgebildet sind derart, daß zwischen benachbarten Teilen sich gegenüberstehender Grenzflächen (10, 20) der Kolben jeweils gleiche Abstände vorgegeben sind.12. Rotary piston engine according to one of the preceding claims, characterized in that the interfaces ( 10 , 20 ) of the pistons ( 1 , 2 ) are formed in a straight line such that between adjacent parts of opposing interfaces ( 10 , 20 ) of the pistons each have the same distances are.

13. Kreiskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Winkelposition der Schlitze (13-18) so vorgesehen ist, daß sie jeweils mit der Position der jeweiligen Brennkammer übereinstimmt, die durch die jeweiligen Grenzflächen (10, 20) der betreffenden Abschnitte der Kolbenflügel (60, 60', 70, 70') gebildet ist, so daß eine zeitlich korrekte Füllung bzw. Entleerung der Brennkammern bewirkt wird.13. Rotary piston engine according to one of the preceding claims, characterized in that the respective angular position of the slots ( 13-18 ) is provided such that it corresponds in each case to the position of the respective combustion chamber, which through the respective interfaces ( 10 , 20 ) of the respective Sections of the piston wing ( 60 , 60 ', 70 , 70 ') is formed, so that a timely correct filling or emptying of the combustion chambers is effected.