DE3811532A1 - Rotary engine for drive and compressor - Google Patents

Abstract

The overall assembly is a two-stroke heat engine owing to the compression and expansion phase produced in one rotation of the slide. Due to the good barrier function between the differential pressures a displacement effect is achieved during rotation, making the same assembly suitable for drive functions and for compression functions. Design advantages 1.) Simple construction with few moving parts. 2.) Acceleration of the masses in one direction. 3.) A thrust power of 300 degrees for each rotation of the drum. 4.) Rotating drum produces the function for barrier element and charge element and output, cooling, lubrication and flywheel. 5.) Due to the small dead space little residual gas is retained; hence good fresh gas charging. 6.) Good mixing of the charge and heat distribution in reaction and compression heat due to two assemblies. 7.) Owing to the balanced masses only one assembly with one proportionately larger design construction is necessary for a larger power demand.

Description

Beschreibung Mechanik und FunktionDescription mechanics and function

Fig. 1 zeigt die Gesamtdarstellung, wobei zwei Aggregate gleicher Bauart, jedoch mit anderen Funktionen am Abtriebsteil, wo sich das Ladeventil befindet, versetzt zusammen geschraubt sind, um einen kurzen Ladungsweg zu erreichen. Fig. 1 shows the overall view, with two units of the same type, but with different functions on the driven part, where the charging valve is located, are screwed together to achieve a short charge path.

In der umlaufenden Trommel (1), in der sich auch die Sperrschieberaufhängung (2) befindet, sind beidseitig verschieden wirkende Kühlluftventi­ latoren (15) angebracht, die durch die längsseits der Trommel befindlichen Lüftungskanäle (14), die teilweise nach außen angebohrt sind, eine schiebende bzw. ziehende Bewegung des Kühlmittels bewirken und somit jeden toten Winkel der Trommel erfassen. Durch das Zusammenwirken der Aggregate, und dem Funktionsablauf bei Rotation der Trommel (1), gelangt das durch den Ladelüfter (16) über den Einlaßkanal (9) angesaugte Gas leicht verdichtet in die Auskehlung (6), in der somit ein ständiges Gasangebot an der Einlaßöffnung (17) des fort­ laufend ansaugenden Verdichters (10) zur Verfügung steht. Zeitgleich findet auf der Druckseite des Ladungsverdichters (10) eine Verdichtung der Gase statt, die bei paßendem Druckverhältnis durch das Ladeventil (7) direkt in den Brennraum des Motors umgeladen werden, wo es möglich ist, daß der erste Zündfunke schon beim Einströhmen der Gase die Reaktion einleitet, da die Flammfront nicht gegen den zufließenden Gasstrom anbrennt.In the revolving drum ( 1 ), in which there is also the locking slide suspension ( 2 ), cooling air ventilators ( 15 ) which act differently on both sides are attached, through the ventilation channels ( 14 ) located along the side of the drum, some of which are drilled outwards cause pushing or pulling movement of the coolant and thus capture every blind spot of the drum. Due to the interaction of the units and the functional sequence when the drum ( 1 ) rotates, the gas sucked in by the charge fan ( 16 ) via the inlet channel ( 9 ) reaches the groove ( 6 ), slightly compressed, in which there is thus a constant supply of gas at the Inlet opening ( 17 ) of the continuously aspirating compressor ( 10 ) is available. At the same time, a compression of the gases takes place on the pressure side of the charge compressor ( 10 ), which, with a suitable pressure ratio, is transferred through the charging valve ( 7 ) directly into the combustion chamber of the engine, where it is possible for the first spark to be released when the gases flow in Reaction initiates because the flame front does not burn against the inflowing gas stream.

Bei Ladungsende wird nach Schließen des Lade­ ventils (7) das im ersten Teil des Brennraums eingefloßene Gas räumlich versetzt zum zweiten Mal gezündet, wobei der nun schnell fortschreitende Druckverlauf den Motor über den Sperrschieber (2) in Drehbewegung versetzt, der zeitgleich die Ab­ gase der vorherigen Verbrennung aus dem Abgaskanal (25) ausschiebt bzw. ausschleudert.At the end of the charge, after closing the charging valve ( 7 ), the gas flowing into the first part of the combustion chamber is ignited spatially offset for the second time, the rapidly progressing pressure curve causing the engine to rotate via the gate valve ( 2 ), which simultaneously releases the gases from prior combustion pushes out or ejected from the exhaust duct ( 25 ).

Fig. 2 zeigt den durch diese Anordnung möglichen dünnwandigen Zylinderring (3), der mit geringem Spiel über den rundum mit federbelasteten Kugeln besetzten Zylinderkern (4) geschoben ist, wobei die radiale Dichtwirkung mit stetigem Andruck an die Trommelwand durch einmaliges Verdrehen der exentrisch ausgebildeten Lagerbuchse (5) erreicht wird. Fig. 2 shows the possible by this arrangement thin-walled cylinder ring ( 3 ), which is pushed with little play over the cylinder core ( 4 ) filled with spring-loaded balls, the radial sealing effect with constant pressure on the drum wall by turning the eccentrically formed bearing bush once ( 5 ) is reached.

Die Abdichtung der Arbeitsräume in axialer Richtung, wobei die Seitenteile des Zylinderrings (3) auch die Fuge (19) zwischen der sich drehenden Trommel (1) und dem feststehenden Lagersitz überdecken, erfolgt durch den geteilten Zylinderring (3), wobei sich die Kugeln der Mittelreihe in die konisch ausgebildete Schnittstelle drängen.The sealing of the working spaces in the axial direction, whereby the side parts of the cylinder ring ( 3 ) also cover the joint ( 19 ) between the rotating drum ( 1 ) and the fixed bearing seat, takes place through the split cylinder ring ( 3 ), whereby the balls of the Push the middle row into the conical interface.

Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung vom Differenzialantrieb, in der das Zusammenwirken zwischen Trommel (1) und Zylinderkern (4), die über feste Lagerungspunkte mit einem Hebelarm (19) verbunden sind, in Trommelabständen von 15 Grad. Durch bekannte Übertragungsorgane zieht die mit Achsabweichung zur Trommel (1) gelagerte Dreh­ scheibe (20) mit Trommelgeschwindigkeit die durch Hebelarme (19) verbundene Antriebsscheibe (21), und somit auch den damit fest verbundenen Zylinder­ kern (4) in die erforderliche Umlaufbahn. Fig. 3 shows a graphical representation of the differential drive, in which the interaction between drum ( 1 ) and cylinder core ( 4 ), which are connected to a lever arm ( 19 ) via fixed bearing points, at drum intervals of 15 degrees. Through known transmission members the bearing with axial deviation to the drum (1) rotating pulling disc (20) with the drum speed, the drive pulley connected by lever arms (19) (21), and thus the firmly bonded thereto cylinder core (4) into the required orbit.

Die Anzahl der Hebelarme (19), die eine stabile Kraftübertragung, sowie einen Massenausgleich bewirken, ist wegen gegenseitiger Behinderung begrenzt.The number of lever arms ( 19 ), which ensure stable power transmission and mass balance, is limited due to mutual disability.

Fig. 4 zeigt die rinnenförmig ausgebildete mit Federn besetzte geteilte Sperrschieberaufhängung (2) mit dem daran befindlichen Sperrschieber, der trotz seiner guten tragenden sowie dichtenden Eigenschaft in einer dünnwandigen Trommel (1) Platz findet. Fig. 4 shows the groove-shaped split locking slide suspension ( 2 ) with the locking slide located thereon, which despite its good load-bearing and sealing properties can be accommodated in a thin-walled drum ( 1 ).

Fig. 5 zeigt den durch Abtriebsriemen erregten, und durch Leitrollen (8) gesteuerten Scheren­ mechanismus (12), der eine weiche, schnelle, gegenläufige Bewegung erzeugt, und somit den Ladekanal (13), der sich in den beiden inein­ ander geschobenen Ventilteilen befindet, dicht schiebt oder auf Deckung bringt, wobei über den gewünschten Zeitraum lange der gesamte Öffnungs­ querschnitt wirksam bleibt. Fig. 5 shows the excitation by output belts, and by guide rollers ( 8 ) controlled scissors mechanism ( 12 ), which produces a soft, fast, counter-rotating movement, and thus the charging channel ( 13 ), which is located in the two valve parts pushed into each other , pushes tightly or covers, whereby the entire opening cross-section remains effective for the desired period.

Fig. 6 zeigt einen E-förmig ausgebildeten Eisen­ kern (22), dessen Mittelschenkel mit einer von Gleichstrom durchfloßenen Spule versehen ist, und somit am Mittelschenkel je nach Polung einen Nordpol, und an den Außenschenkeln je einen Süd­ pol erzeugt. Fig. 6 shows an E-shaped iron core ( 22 ), the middle leg is provided with a coil through which direct current flows, and thus on the middle leg depending on the polarity a north pole, and on the outer legs each a south pole.

Ein an der umlaufenden Trommel befestigter U-förmig ausgebildeter Eisenkern (23) wird beim Vorbei­ laufen am E-Kern (22) von wechselndem Magnetismus durchflossen, und induziert in der darauf befind­ lichen Hochspannungsspule (24) zwei aufeinander folgende Stromstöße, die direkt auf die Zündkerze übertragen werden.A U-shaped iron core ( 23 ) attached to the rotating drum is flown by alternating magnetism when passing the E core ( 22 ), and induces two successive current surges in the high-voltage coil ( 24 ) located thereon, which directly affect the Spark plug can be transferred.

Da durch diese Anordnung im U-Kern (23) kein Rest­ magnetismus verbleibt, wird ein starkes magnetisches Wechselfeld erzeugt, das an der offenen Hochspannungsspule (24) ungehindert eine Hoch­ spannung induziert, die erst nach den Über­ schlagsfunken an der Zündkerze durch die gegen EMK gebremst wird. Since this arrangement in the U-core ( 23 ) leaves no residual magnetism, a strong alternating magnetic field is generated, which unhindered induces a high voltage on the open high-voltage coil ( 24 ), which only after the spark over on the spark plug by the against EMF is braked.

Fig. 1 Gesamtdarstellung Fig. 1 overall view

Fig. 2 Zylinderring mit Zylinderkern Fig. 2 cylinder ring with cylinder core

Fig. 3 Graphische Darstellung vom Differenzial­ antrieb für Zylinderkern Fig. 3 shows a graphical representation of the differential drive for the cylinder core

Fig. 4 Sperrschieberaufhängung mit Sperrschieber Fig. 4 gate valve suspension with gate valve

Fig. 5 Ladungssteuerung Fig. 5 charge control

Fig. 6 Magnetkopplungszündung Fig. 6 magnetic coupling ignition

Fig. 7 Abgewickelter Trommelausschnitt im Bereich der Sperrschieberaufhängung Fig. 7 Unrolled drum section in the area of the gate valve suspension

Fig. 8 Querschnitt auf der Linie A-A in Fig. 1 Fig. 8 cross-section on the line AA in Fig. 1

Fig. 9 Querschnitt auf der Linie B-B in Fig. 1 Fig. 9 section on the line BB in Fig. 1

Fig. 10 Querschnitt auf der Linie C-C in Fig. 1 in offener und geschlossener Ventil­ stellung Fig. 10 cross-section on the line CC in Fig. 1 in the open and closed valve position

Fig. 11 Querschnitt auf der Linie D-D in Fig. 1 Fig. 11 cross-section on the line DD in Fig. 1

Fig. 12 Querschnitts auf der Linie E-E in Fig. 1 Fig. 12 cross-section on the line EE in Fig. 1

OberbegriffGeneric term

Zwei Aggregate gleicher Bauart die sich als Verdichter und als Motor eignen, sind durch eine Scheidewand getrennt miteinander verbunden, wobei in der umlaufenden dickwandigen Trommel eine längsseits schwenkbar eingepaßte runde Sperr­ schieberaufhängung mit dem daran befindlichen Sperrschieber, der die bei Umlauf entstehende Überlänge in den räumlich feststehenden, frei drehbar, exentrisch gelagerten Zylinderkern schiebt, und somit eine volumenveränderliche Raumausbildung erzeugt, wobei der Verdichter die Gase über ein Rückschlagventil in eine Neben­ kammer schiebt in der nach Zündung der Gase der Expansionsdruck durch ein gesteuertes Ventil über einen Kanal in den Arbeitsraum des Motors gelangt, und somit die Merkmale eines Viertakt­ motors aufweist.Two units of the same type that can be used as Compressors and suitable as a motor are through a septum connected separately, where in the circumferential thick-walled drum Round locks that can be swiveled alongside slide suspension with the attached Gate valve, the one that arises during circulation Excess length in the spatially fixed, free rotatable, eccentrically mounted cylinder core pushes, and thus a variable volume Generated space training, the compressor the Gases through a check valve in a secondary in the chamber pushes the gas after ignition Expansion pressure through a controlled valve via a duct into the engine's working space arrives, and thus the characteristics of a four-stroke motors.

Die Schmierung und Kühlung wird durch weitgehend bekannte Systeme erreicht, die sich aber in die Gesamtkonstruktion wie aus der Beschreibung ersichtlich, besonders gut einfügen. The lubrication and cooling is largely through known systems achieved, but which are in the Overall construction as from the description visible, insert particularly well.  

Kritik am Stand der TechnikCriticism of the state of the art

Mit der Patentschrift GB 3 93 156 ist ein Motor bekannt geworden, der eine Umdrehung für an­ saugen und verdichten, und eine Umdrehung für Arbeitsleistung und ausschieben benötigt, wobei die Einleitung der Verbrennung in einer weit herausragenden Nebenkammer erfolgt, die über Kanäle und Ventile mit den Arbeitsräumen ver­ bunden sind, wobei die Abdichtung der Arbeits­ räume durch federbelastete Dichtstreifen und Reibringe, die sich in Nuten befinden, erfolgt.With the patent GB 3 93 156 is an engine became known of a turn for at suck and compact, and one turn for Labor output and postpone needed, being the initiation of combustion in a far outstanding secondary chamber that takes place over Ver channels and valves with the workrooms are tied, sealing the work spaces thanks to spring-loaded sealing strips and Friction rings that are located in grooves.

Mit der Patentschrift GB 5 71 291 ist ein Zylinder mit radialer Dichtwirkung bekannt geworden, wobei federbelastete Kugeln, die sich weit hin zum Drehpunkt befinden das schwere Eigengewicht des Zylinders mit dessen Trägheit, welches sich beim Rotieren noch stark erhöht, bewältigen müssen. Die Abdichtung in axialer Richtung er­ folgt durch federbelastete schwere Seitenteile mit Mitnehmerverzahnung.With the patent GB 5 71 291 is a cylinder with radial sealing effect, being spring-loaded balls that extend far the heavy dead weight is at the pivot point of the cylinder with its inertia, which is greatly increased when rotating, master have to. The seal in the axial direction follows through spring-loaded heavy side parts with driver teeth.

Durch Patentschrift DE - OS 26 47 792 ist eine Zündeinrichtung für Drehkolben Brennkraft­ maschinen bekannt geworden, wobei eine Impuls­ geberspannung durch eine Verstärkereinrichtung auf brauchbare Höhe gebracht, über eine Magnet­ kopplungseinrichtung die nur als Übertragungs­ organ dient, an die Zündkerze gelangt.By patent DE-OS 26 47 792 a Ignition device for rotary lobe internal combustion machines become known, taking an impulse encoder voltage through an amplifier device brought to a usable height, using a magnet coupling device only as a transmission organ serves to get to the spark plug.

Aufgabetask

Es stellt sich die Aufgabe, alle Funktionen und den gesamten mechanischen Aufbau auf erheblich einfachere Weise zu erreichen, wobei die be­ schleunigten Massen stets ausgeglichen bleiben, so daß bei höherer Leistungsforderung nur eine proportional größere Bauausführung erforderlich wird.It has the task of all functions and  the entire mechanical structure on considerably easier way to achieve, the be accelerated masses always remain balanced, so that with higher performance demands only one proportionally larger construction required becomes.

Lösungsolution

Die Lösung der Aufgabe ist, das mit wenigen be­ weglichen Teilen und einfachem mechanischen Aufbau bei jeder Umdrehung Schubleistung erreicht wird, wie in der Beschreibung und Zeichnung ausführlich dargestellt ist.The solution to the problem is that with a few be moving parts and simple mechanical Structure reached thrust at every revolution will, as in the description and drawing is shown in detail.

Claims (6)

1. Dadurch gekennzeichnet, das die durch den Ver­ dichter verdichteten Gase über das durch den Abtriebsriemen gesteuerte Ladeventil direkt in den Brennraum des Motors gelangt, und dort nach Zündung den Expansionsdruck direkt in Schub­ leistung umsetzt, wobei der Absperrung zwischen den Druckdifferenzen und der Zündung eine der Hauptaufgaben zufällt.1. characterized in that enters the dense by the Ver compressed gases from the controlled by the driven pulley charging valve directly into the combustion chamber of the engine, and power is reacted there, after ignition of the expansion pressure directly into thrust, wherein the barrier between the pressure differences and the ignition, of the main tasks. 2. Durch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet das die Dichtung in radialer sowie in axialer Richtung durch einen dünnwandigen Zylinderring erreicht wird, der mit geringem Spiel über einen mit feder­ belasteten Kugeln bestückten Zylinderkern ge­ schoben ist, wobei sich die Kugeln der Mittel­ reihe in die konisch ausgebildete Schnittstelle drängen.2. By claim 1, characterized in that Seal in the radial as well as in the axial direction achieved by a thin-walled cylinder ring with little play over a spring loaded balls ge cylinder core is pushed, with the balls of funds row in the conical interface push. 3. Durch Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, das die Sperrschieberaufhängung auf Grund der rinnenförmigen Ausbildung in einer verhältnis­ mäßig dünnwandigen Trommel Platz findet, und außerdem eine gute tragende, sowie dichtende Eigenschaft aufweist.3. By claims 1 and 2, characterized in that the gate valve suspension due to gutter-shaped formation in a relationship moderately thin-walled drum fits, and also a good load-bearing and sealing Has property. 4. Durch Anspruch 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet das bei größerer Bauausführung nicht der in erster Linie als Dichtelement wirkende Sperr­ schieber den frei mitlaufenden Zylinderkern in die vorgegebene Umlaufbahn mitschleppen muß, ist ein Differenzialantrieb vorgesehen, der über Hebel, die auf festgelegte, aufeinander ab­ gestimmte Lagerungspunkte gelagert sind, bei jeder Umdrehung den sich mit fortlaufend ver­ ändernder Umlaufgeschwindigkeit bewegten Zylinderkern zyklisch mit der erforderlichen Geschwindigkeit antreibt.4. By claim 2 to 3, characterized that with larger construction not in primarily acting as a sealing element push the free running cylinder core in must drag the specified orbit a differential drive is provided which over  Levers that are set on one another coordinated storage points are stored at every revolution with the ver continuously changing rotational speed moved Cylinder core cyclically with the required Drives speed. 5. Durch Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, das die ausgeglichenen Massen bei Umlauf der Trommel nicht durch ständige Gewichtsver­ lagerungen des Ladeventils in Unordnung ge­ raten, ist ein durch Keilriemen über Leit­ rollen gesteuerter Scherenmechanismus vor­ gesehen, der bewirkt, daß trotz schneller Steuerzeiten die im Verhältnis richtigen Eigengewichte der zwei ineinander geschobenen Ventilteile sich fortlaufend kompensieren, wobei sich außerdem der Bewegungsweg durch deren gegenläufige Bewegung zwischen Öffnen und Schließen um die Hälfte reduziert.5. By claim 1 to 4, characterized in that the balanced masses in circulation of the Do not drum through constant weight Storage of the charging valve in disorder guess is one through V-belts over guide roll controlled scissors mechanism seen that causes despite faster Tax times the proportionally correct Dead weights of the two pushed into each other Valve parts continuously compensate each other, the path of movement is also characterized by their opposite movement between opening and Closing reduced by half. 6. Durch Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hochspannung ohne äußere Funkenbildung an die umlaufende Zündkerze gelangt, wird durch eine Magnetkopplungszündung erreicht, wobei ein mit einer Hochspannungsspule ver­ sehener U-förmiger Eisenkern an einen E-förmigen feststehenden Elektromagneten vorbeiläuft, und außerdem, da keine mechanischen Übertragungs­ organe erforderlich sind, beliebig als Massen­ ausgleich plaziert werden kann.6. By claim 1 to 5, characterized in that a high voltage without external sparking gets to the rotating spark plug achieved by a magnetic coupling ignition, one with a high voltage coil seen U-shaped iron core to an E-shaped stationary electromagnet passes, and moreover, since no mechanical transmission organs are required, arbitrarily as masses compensation can be placed.