DE2138287A1 - Rotary piston machine - Google Patents
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Description
DA-7665DA-7665
Br. O. Dittmann K. L. Schiff Dr. A. v. Fiiner Dipl. Ing. P. Strehl Br. O. Dittmann KL Schiff Dr. A. v. Fiiner Dipl. Ing. P. Strehl
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8 München 90, Mariahilfplatz 2 & 3, Telefon 45 40 4Q8 Munich 90, Mariahilfplatz 2 & 3, phone 45 40 4Q
Beschreibung .
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DSO "AVTOPRO M" Sofia/Bulgarien
Boul.Totleben, 34DSO "AVTOPRO M" Sofia / Bulgaria
Boul.Totleben, 34
betreffendconcerning
ROTATIONSKOLBENMASCHINE (Priorität: 3. August 1970 - Bulgarien -15 365) ROTARY PISTON MACHINE (Priority: August 3, 1970 - Bulgaria -15,365)
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rotationskolben- oder eine Arbeitsmaschine mit Arbeitsräumen, die durch die Böden von Sektorkolben begrenzt sind, die sich mit veränderlicher Winkelgeschwindigkeit kreisförmig drehen. Die periodische Veränderung der Winkelgeschwindigkeiten der Sektorkolben, die von einem Planeten-Kulissen- oder Planeten-Kurbelmechanismus ausgeführt wird, führt entsprechend zu einer periodischen Änderung der Arbeitsräume (Arbeitsvolumina), die zwischen den Sektorkolben eingeschlossen sind.The present invention relates to a rotary piston or a working machine with working spaces through the bottoms of sector pistons are limited, which rotate in a circle with a variable angular velocity. The periodic Change in the angular velocities of the sector pistons, caused by a planetary link mechanism or planetary crank mechanism is carried out, leads accordingly to a periodic change in the working spaces (working volumes) between the sector pistons are included.
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Es sind eine Reihe von Konstruktionen von Rotationskolbenmotoren bekannt, bei denen die Arbeitsräume durch die Boden von Sektorkolben begrenzt sind» welche sich mit veränderlicher Winkelgeschwindigkeit kreisförmig drehen. Von diesem Typ sind die Motoren von Tchudy, Kauertz, Fritz, Meyer u.a. Sie weisen folgende wesentlichen Nachteile auf: ihre kinematischal Verbindungen . werden periodisch durch die vom kinematischen Mechanismus hervorgerufenen unausgeglichenen Inertions- bzw. Trägheitskräfte belastet, was seinerseits die Ursache für ihren schnellen Verschleiss ist; die Maximaldrehzahl der Motoren ist begrenzt; bei einigen Motoren sind die Bauteile von komplizierter Form, was u.a. ihre Herstellung verteuert. Bei dem bekannten Motor von Kauertz erfolgt • zum Beispiel die Änderung des Volumens zwischen den zylindrischen Sektorkolben durch die periodische Winkelpulsation, des geführten Kolbenpaares gegenüber dem sich mit konstanter Winkelgeschwindigkeit drehenden führenden Kolbenpaar. In den gebildeten vier kreuzförmig liegenden veränderlichen Volumina wird ein voller Viertaktzyklus für jede Umdrehung des Motors ausgeführt. Die veränderliche ί Winkelbeschleunigung des geführten Kolbenpaares wird durch ein Kurbelgetriebe und ein Zahnradpaar erreicht, und dieser Mechanismus als ganzes ist die Ursache für die grossen Iriertionsbelastungen und daher für seinen schnellen Verschleiss.There are a number of designs of rotary piston engines known in which the working spaces through the floor are limited by sector pistons »which rotate in a circle with a variable angular velocity. That’s the type they are Motors from Tchudy, Kauertz, Fritz, Meyer et al. They have the following major disadvantages: their kinematic connections . are periodically brought about by the kinematic mechanism unbalanced inertial or inertial forces, which in turn is the cause of their rapid wear is; the maximum speed of the motors is limited; with some Motors are the components of a complex shape, which among other things makes their production more expensive. In the known Kauertz engine • for example the change in volume between the cylindrical ones Sector piston due to the periodic angular pulsation of the guided Piston pair compared to the leading pair of pistons rotating at a constant angular velocity. In the four formed cross-shaped When the volume changes, a full four-stroke cycle is performed for each revolution of the engine. The changeable one ί Angular acceleration of the guided pair of pistons is determined by a Crank mechanism and a pair of gears reached, and this mechanism as a whole is the cause of the large Iriertionsburden and therefore for its rapid wear and tear.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Motor oder eine Arbeitsmaschine mit periodischer Veränderung des Volumens zwischen den sektoralen Kolben zu schaffen,The present invention is based on the object of a motor or a work machine with periodic change to create the volume between the sectoral pistons,
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bei der die oben angeführten Nachteile vermieden sind, und die sich ferner, bezogen auf die1 Leistung, durch kleine Abmessungen und ein geringes Gewicht auszeichnet.in which the above-mentioned disadvantages are avoided, and which is also characterized by small dimensions and low weight , based on the 1 performance.
Dies wird erfindungsgemäss durch eine Rotationskolbenmaschine erreicht, die sich dadurch auszeichnet, dass die periodische Änderung der Winkelgeschwindigkeit der Sektorkolben entsprechend den Arbeitsvoluraina durch Mechanismen ausgeführt -wird,-die aufgebaut"sind auss - einer exzentrischen Welle; einem ersten und einem zweiten beweglichen Planetenzahnrad mitAccording to the invention, this is achieved by a rotary piston machine which is characterized in that the periodic change in the angular velocity of the sector pistons according to the working voluraina carried out by mechanisms -will -be constructed "are made up of - an eccentric shaft; a first and a second movable planetary gear with
mk - 1 m k - 1
dem Übersetzungsverhältnis it-/- = -' - und den an dem beweg-the transmission ratio it - / - = - '- and the one on the moving
i>b mi> b m
•liehen Zahnrad befestigten Kulissen- oder Kurbelmechanisraen, die •aus Gliedern zusammengesetzt sinds wobei m die Anzahl der Sektorkolben bzw. der Glieder ist und die Werte 3, 5s 7« 9 und so weiter annehmen kann und wobei k der Faktor der Zunahme der Frequenz des Arbeitszyklus ist und die Werte 1, 35 5S 7 und so weiter annehmen kann.• Borrowed cogwheel-mounted link or crank mechanisms, which • are composed of links s where m is the number of sector pistons or links and can take the values 3, 5s 7 «9 and so on, and where k is the factor of the increase in frequency of the duty cycle and can have the values 1, 3 5 5 S 7 and so on.
Anhand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with the aid of the exemplary embodiments shown in the accompanying drawing. Show it:
Fig. 1a, 1b und 1c eine schematische Darstellung der Planeten-Kulissen- und der Planeten-Kurbelmechanismen;Fig. 1a, 1b and 1c a schematic representation of the planetary scenery and the planetary crank mechanisms;
Fig. 2 und 3· schematische Darstellungen der Planeten-Zahnradmechanismen; Figures 2 and 3 are schematic representations of the planetary gear mechanisms;
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Fig. 4 schematisch einen kinematischen Mechanismus gemäss Fig. 2 mit m = 3 und k = 1;4 schematically shows a kinematic mechanism according to FIG. 2 with m = 3 and k = 1;
Fig. 5 - schematisch einen kinematischen Mechanismus gemäss Fig. 2 mit m = 3 und k = 3;5 - schematically, a kinematic mechanism according to FIG. 2 with m = 3 and k = 3;
Fig. 6 einen Längsschnitt durch den Motor, wobeiFig. 6 is a longitudinal section through the engine, wherein
die mit 11X" bezeichneten Teile um 12°51'25" gedreht dargestellt sind;the parts marked 11 X "are shown rotated by 12 ° 51'25";
Fig. 7 einen Querschnitt durch den Motor längs7 shows a longitudinal cross-section through the engine
der Linie A-A in Fig. 6; undthe line A-A in Figure 6; and
Fig.. 8 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig.Fig. 8 shows a section along the line AA in Fig.
Bei der erfindungsgemässen Maschine wird eine Eigenschaft der Planeten-Kulissen- und der Planeten-Kurbelmechanismen ausgenützt, deren Kulissen- oder Kurbelteile in Fig. 1a, 1b und 1c gezeigt sind. Eine Änderung der Winkelgeschwindigkeiten wird dadurch erreicht, dass bei Drehung einer exzentrischen Welle 1 um einen festen Punkt und gleichzeitig von Gliedern 2 (die untereinander einen konstanten Winkeln einschliessen) gegenüber der Welle 1, sich der Winkel ß zwischen Gliedern 3 ändert. Mittels der Planeten-Zahnradmechanismen, die in Fig. 2 und 3 gezeigt sind, führt diese Änderung des Winkels ß zwischen zwei benachbarten Gliedern 3 bei Drehung der exzentrischen Welle 1 zur periodischen Änderung der Winkelgeschwindigkeiten von Kulissenbuchsen 4 infolge ihrer scharnierartigen Befestigung an In the machine according to the invention, a property of the planetary link mechanisms and the planetary crank mechanisms is used, the link or crank parts of which are shown in FIGS. 1a, 1b and 1c . A change in the Winkelgeschwindigkei th is achieved in that when an eccentric shaft 1 rotates around a fixed point and at the same time of links 2 (which include a constant angle between each other) with respect to the shaft 1, the angle ß between links 3 changes. By means of the planetary gear mechanisms shown in FIGS. 2 and 3, this change in the angle β between two adjacent members 3 upon rotation of the eccentric shaft 1 leads to the periodic change in the angular speeds of link bushings 4 as a result of their hinge-like attachment
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den Gliedern oder Gewindestiften 3. In den beiden Mechanismen der Fig. 2 und 3 sind die Glieder (gezeigt auch in Fig. 1a, 1b und 1c) unbeweglich an einem Zahnrad 6 befestigt, das auf der exzentrischen Welle 1 gelagert ist, und in Eingriff mit einem Zahnrad 5 steht; auf diese Weise wird eine Übersetzung mit einer bestimmten Übersetzungszahl icg gebildet. Bei Drehung des beschriebenen Systems, bestehend aus m Sektorkolben und der gleichen Anzahl geführter Glieder 2, führender Glieder 3 und Kulissenbuchsen 4, entlang des Umfanges des unbeweglichen Zylinders der die Volumina begrenzt, ergibt sich eine bestimmte Anzahl von periodisch wechselnden Stellen der Extremwerte (max oder min) der Änderung der Volumina, falls die folgenden Bedin-'gungen eingehalten werden:the links or threaded pins 3. In the two mechanisms of FIGS. 2 and 3, the links (also shown in FIGS. 1a, 1b and 1c) immovably attached to a gear 6 which is mounted on the eccentric shaft 1, and in engagement with a Gear 5 is; In this way, a translation with a specific translation number icg is formed. When rotating of the system described, consisting of m sector pistons and the same number of guided links 2, leading links 3 and link bushes 4, along the circumference of the immovable cylinder which delimits the volumes, there is a certain one Number of periodically changing digits of the extreme values (max or min) of the change in the volumes if the following conditions are met be respected:
Mechanismus nach Fig.2 Fig.3Mechanism according to Fig.2 Fig.3
Anzahl der sektoralen Kolben m mNumber of sectoral pistons m m
Übersetzungszahl des Planeten me chanismusTranslation number of the planet mechanism
~—~ -
Anzahl der Extremwerte (max oder min) .Number of extreme values (max or min).
Da ein Viertaktzyklus nur bei einer geradzahligen Anzahl von Extremwerten (max oder min) möglich ist, kann in einem solchen Zyklus m nur die Werte 3» 5, 7» 9 u.s.w. annehmen und k die Werte 1, 3, 5, 7, 9 u.s.V. In Fig. 4 und 5 isjb die Bahnlinie, die von den Spitzen der Kulissenglieder 2 beschrieben wird, durch gestrichelte Linien angedeutet.Since a four-stroke cycle is only possible with an even number of extreme values (max or min), in such a cycle m only the values 3 »5, 7» 9, etc. accept and k is 1, 3, 5, 7, 9 and so on. In Figs. 4 and 5 isjb the path line, which is described by the tips of the link members 2, indicated by dashed lines.
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Fig. 6, 7 und 8 zeigen einen Verbrennungsmotor nach dem Otto-Viertaktprinzip mit m = 3 Sektorkolben und dem Faktor der Zunahme der Frequenz des Arbeitszyklus k = 5 mit einem kinematischen Mechanismus nach Fig. 2 und einem Kulissenmechanismus nach Fig. 1a.6, 7 and 8 show an internal combustion engine based on the Otto four-stroke principle with m = 3 sector pistons and the factor the increase in the frequency of the duty cycle k = 5 with a kinematic Mechanism according to Fig. 2 and a link mechanism according to Fig. 1a.
Die exzentrische Welle 1 ist gemäss Fig. 6 bis 8 mittels Buchsen in Deckeln 12 und 34 gelagert. Auf der Welle sind ein Gegengewicht 18 befestigt und eine Kulissenbuchse 31 gelagert. An der Kulissenbuchse 31 sind die Kulissenstangen 2 und ein Zahnrad 6 montiert. Das Zahnrad 6 kommt über das Zahnradpaar 19 und 23, gelagert in dem Gegengewicht 18, in Eingriff mit dem im Deckel 12 unbeweglich montierten Rad 5. Die Deckel 13 und 34 schliessen seitlich einen Zylinder 8 ab, in welchem sich die Sektorkolben 7 befinden. Diese Kolben 7 sind mittels der Gewindestifte 3 an Lagerbuchsen 33 befestigt, die in einer hohlen Welle 24 gelagert sind. Die hohle Welle 24 ist ihrerseits mittels Buchsen 32 und 37 in den DeGkeln 13 und 34 gelagert. Die Kulissenstangen 2 führen durch die Schlitze der Welle 24 mittels der Kolbenbuchsen 4 die Sektorkolben 7. Der Zylinder 8 besitzt sieben Gruppen Ansaug- und Auslasskanäle, die in einem gemeinsamen Gehäuse 39 eingeschlossen sind. Unter den Gaskanälen sind die Hohlräume für den Wassermantel des Zylinders 8 vorgesehen. Die Dichtungen der Arbeitsräume bestehen einerseits aus aufgeschnittenen Segmentringen 25 und 29 mit dreieckigemThe eccentric shaft 1 is shown in FIGS. 6 to 8 by means Sockets stored in covers 12 and 34. A counterweight 18 is attached to the shaft and a link bushing 31 is mounted. The link rods 2 and a gearwheel 6 are mounted on the link bushing 31. The gear 6 comes via the gear pair 19 and 23, mounted in the counterweight 18, in engagement with the wheel 5 mounted immovably in the cover 12. The covers 13 and 34 laterally close off a cylinder 8 in which the sector pistons 7 are located. These pistons 7 are by means of the threaded pins 3 attached to bearing bushings 33 which are mounted in a hollow shaft 24. The hollow shaft 24 is in turn means Bushings 32 and 37 are stored in the legs 13 and 34. the Link rods 2 lead through the slots of the shaft 24 by means of the piston bushes 4, the sector pistons 7. The cylinder 8 has seven groups of intake and exhaust ducts enclosed in a common housing 39. Under the gas ducts the cavities for the water jacket of the cylinder 8 are provided. The seals of the work spaces exist on the one hand from cut segment rings 25 and 29 with triangular
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Querschnitt an den Ecken, die zwischen dem Zylinder 8, dem Deckel 13» der hohlen Welle 24 und der Scheibe 36 für die Vorzündung gebildet sind und andererseits an allen seitlichen Flächen der Kolben 7 aus Kompressionsleisten 41 und 42, deren Enden ineinandergreifen, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist. Die Kompressionsleisten 41 und 42 werden durch Blattfedern 43 und 44 an die seitlichen Aussenflachen angedrückt. Hinter den beiden Reihen von Kompressionsleisten ist eine Reihe von Ölleisten vorgesehen.-In der Innenseite des Deckels 34 befindet sich.die Scheibe 36 für die Vorzündung, die mittels der Buchsen 28 und 37 gelagert ist, wodurch eine Winkelverstellung gegenüber dem Deckel 34 möglich ist. In der Scheibe 36 für die Vorzündung befinden sich sieben Sitze für die Zündkerzen mit den entsprechenden Schlitzen zu den Arbeitsräumen. Cross-section at the corners formed between the cylinder 8, the cover 13 »of the hollow shaft 24 and the disc 36 for the pre-ignition and on the other hand on all lateral surfaces of the pistons 7 from compression strips 41 and 42, the ends of which interlock, as shown in FIG Fig. 8 is shown. The compression strips 41 and 42 are pressed against the lateral outer surfaces by leaf springs 43 and 44. Behind the two rows of compression strips, a row of oil strips is provided.-In the inside of the cover 34 is. The disc 36 for the pre-ignition, which is mounted by means of the sockets 28 and 37, whereby an angle adjustment relative to the cover 34 is possible. In the disc 36 for the pre-ignition there are seven seats for the spark plugs with the corresponding slots to the working spaces.
Die beschriebene Konstruktion arbeitet folgendermassen: bei einer Umdrehung des Systems, bestehend aus den Sektorkolben 7» der hohlen Welle 24, der Kulissenbuchse 31 und den Kulissenstangen 2 führt die.exzentrische Welle 1 15 Umdrehungen aus, wobei jedes der drei Arbeitsvolumina sieben volle Arbeitszyklen (Viertaktzyklen) ausführt. Die Gassteuerung erfolgt durch das öffnen und Schliessen der entsprechenden Ansaug- und Auslassöffnungen durch die Sektorkolben. Die Sektorkolben 7 öffnen auf gleiche Weise im Moment der Verdichtung die entsprechenden Schlitze der Scheibe 36 für die Vorzündung, inThe construction described works as follows: With one revolution of the system, consisting of the sector piston 7 »the hollow shaft 24, the link bushing 31 and the link rods 2 die.exzentrischewelle 1 from 15 revolutions, each of the three working volumes seven executes full work cycles (four-stroke cycles). The gas is controlled by opening and closing the corresponding suction and outlet openings through the sector pistons. The sector pistons 7 open in the same way at the moment of compression corresponding slots of the disc 36 for the pre-ignition, in
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deren Sitzen die dauernd bis zu einer Temperatur von etwa 1.000° C erhitzten Zündkerzen montiert sind. Auf diese Weise wird die Zündung des Kraftstoffgemisches gewährleistet, während durch das Versetzen der Scheibe für die Vorzündung der Vorzündungs moment geregelt wird. Ausser nach der beschriebenen Art ist es möglich, die Zündung auch mittels normaler Zündkerzen durchzuführen; in diesem Fall stellen die Scheibe 36 für die Vorzündung und der Deckel 34 ein gemeinsames Bau- W teil dar. ' ~the seats of which are fitted with spark plugs that are permanently heated to a temperature of around 1,000 ° C. In this way, the ignition of the fuel mixture is guaranteed, while the pre-ignition torque is regulated by moving the disc for the pre-ignition. Apart from the type described, it is also possible to carry out the ignition using normal spark plugs; in this case, 36 provide the disc of the pre-ignition and the lid 34 is a common building W part. '~
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Cited By (2)
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| DE3819665A1 (en) * | 1988-06-09 | 1989-12-14 | Chun Gil Hwan | ROTARY PISTON ENGINE |
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Also Published As
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| FR2103856A5 (en) | 1972-04-14 |
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