DE10110261A1 - Rotationskolben-Verbrennungsmotor - Google Patents
Rotationskolben-VerbrennungsmotorInfo
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Abstract
Bei einem nach dem 4-Takt-Prinzip arbeitenden Rotationskolben-Motor werden die Arbeitsräume durch die zylindrischen Innenflächen des Außengehäuses und des Nutgrundes, durch zwei Rotorscheiben, die auf den axialen, einander zugewandten Seitenflächen wellenförmige Erhebungen aufweisen und auf einer Welle drehfest montiert sind, einer ebenen Trennwand, die zwischen den wellenförmigen Rotorwänden angebracht ist, und einer Lamellendichtung gebildet. Die Trennwand ist mit dem Außengehäuse fest verbunden und teilt den gesamten Umfang des Rotors in die Bereiche Ansaug- und Verdichtungsraum auf der einen Seite und Expansions- und Ausschieberaum auf der anderen Seite. DOLLAR A In der Trennwand ist eine axial bewegliche Lamellendichtung angeordnet, deren Länge so bemessen ist, daß sie profilierte Kontur der linken und rechten Rotorscheibe berührt und bei Drehung des Rotors durch diese hin- und herbewegt wird. DOLLAR A In der Lamellendichtung selbst sind in Drehrichtung und entgegen dazu Aussparungen vorgesehen, die in radiale Überströmkanäle münden. Diese Kanäle stehen wechselweise in Abhängigkeit der Winkelstellung des Rotors und damit von der Lage der Lamellendichtung mit jeweils einem Ein- oder Ausströmkanal des Brennraumes zeitanteilig in Verbindung. In diesen Stellungen wird zum einen verdichtete Luft in den Brennraum geschoben, zum anderen strömt nach der Verbrennung im Brennraum das heiße Gas über den Ausströmkanal in den Expansionsraum und verrichtet dort die Dreharbeit. DOLLAR A Die Steuerung ...
Description
Eine ähnliche Rotationskolben-Brennkraftmaschine ist in
DT 23 42 393 beschrieben. Hierbei sind die Arbeitsräume mittels
drehschwingbeweglicher Absperrteile in Arbeitskammern mit Ein-
und Auslassöffnungen unterteilt. Wegen der erforderlichen
Schwenkbarkeit und zeitgleicher Dichtfunktion der Absperrteile
innerhalb der Trennwand weisen diese auf der Vorderseite eine
gewölbte Fläche auf (Zylindersegment).
Infolge der ebenfalls zylindrischen Ausführung der oberen und
unteren Begrenzungsflächen der Arbeitskammern (Außengehäuse
innenwand und Rotornutgrund) kommen beim Einschwenken der
Absperrteile in die Arbeitskammern die Außenradien der Absperrteile
und die Radien der oberen und unteren Kammerbegrenzung zur
Anlage. Da sich zwei Radien nur in einem Punkt berühren können, ist
eine Abdichtung der Arbeitsräume, entgegen der Beschreibung, nicht
möglich.
Zudem sind Brennkammern als Bohrungen ausgeführt, die wegen des
äußerst ungünstigen Oberflächen-/Volumenverhältnisses keinen
ausreichend guten Verbrennungswirkungsgrad erwarten lassen.
Die der eingereichten Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht
nun darin, eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine der o. g. Art so
auszubilden, daß die Abdichtung der Arbeitsräume gewährleistet ist
und eine optimale Verbrennung stattfinden kann. Diese Aufgabe wird
erfindungsgemäß dadurch gelöst (s. Fig. 1 u. 2), daß die Arbeitsräume
durch die zylindrischen Innenflächen des Außengehäuses und des
Nutgrundes (1.1/2.3), zwei längs der axialen Umfangswandung der
Rotorscheiben (2.1/2.2) wellenförmigen Wänden, einer ebenen Trenn
wand (4) und einer Lamellendichtung (5) gebildet werden. Die
Trennwand (4) selbst ist mit den Außengehäuseteilen (1.4/1.5) fest
verbunden und teilt den gesamten Umfang des Rotors in zwei
Bereiche, wobei auf der einen Seite ein Ansaug- (8) u. Verdichtungs
raum (6) und auf der anderen Seite ein Expansions- (7) und Aus
schieberaum (9) entstehen. Dabei besteht zwischen der Trennwand (4)
und den beiden, der Trennwand nächstgelegenen, Rotorflanken ein
minimaler Dichtspalt. Eine axial bewegliche Lamellendichtung (5) ist
in dieser Trennwand (4) gelagert und steuert mittels in der Dichtung
angebrachter Aussparungen (10/11) die Ein- und Auslaßöffnungen der
radialen Überströmkanäle (12/13) zu den Ein- und Ausströmkanälen
(15/16) in und aus dem Brennraum (14), der in der Trennwand (4)
oberhalb der Dichtung (5) angeordnet ist. Der Brennraum (14) selbst
verfügt über mindestens einen Ein- und Ausströmkanal (15/16), wobei
jeweils ein Kanal mit der von der Trennwand links, der andere mit der
von der Trennwand rechts angeordneten Arbeitskammern (s. Fig. 2),
abhängig von der Winkelstellung des Rotors, in Verbindung steht.
Die in Querschnitt und Lage veränderlichen radialen Überström
kanäle (12/13), vom Verdichtungsraum (6) zum Brennraum (14) und
von diesem zum Expansionsraum (7), werden von der Lamellen
dichtung (5) in Abhängigkeit der Stellung des Rotors mittels der
Aussparungen in der Dichtung gebildet.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nun näher
erläutert.
Die Zeichnung Fig. 1 zeigt das stationäre Außengehäuse, das aus den
Gehäusemantelteilen (1.4 u. 1.5) mit zylindr. Innenbohrung (1.1) und
den beiden Seitenwänden (19 u. 20) gebildet wird. In den Seiten
wänden (19 u. 20) ist die Welle (3), die um die Achse (30) drehbar
angeordnet ist, gelagert. Auf dieser Welle sind die beiden Rotor
scheiben (2.1 u. 2.2), die ebenfalls eine kreiszylindrische Umfangs
geometrie aufweisen und mit einem minimalen Laufspiel zur Innen
fläche (1.1) der Außengehäuseteile (1.4/1.5) ausgeführt sind, drehfest
montiert.
Zwischen beiden Rotorscheiben (2.1 u. 2.2) ist eine ebene Trennwand
(4) mit den Außengehäuseteilen (1.4/1.5) verschraubt. Die radialen
und axialen Abmessungen der Trennwand sind so gewählt, daß sie
radial in eine Vertiefung (29) in die Rotornabenteile eindringt (Ab
dichtfunktion) und axial mit den der Trennwand (4) zugewandten
Erhebungen der Rotorscheiben einen Dichtspalt bildet.
Die Trennwand (4) unterteilt den wellenförmigen Verlauf des aus den
beiden profilierten Rotorseitenwänden (2.1/2.2) gebildeten Raumes in
zwei voneinander getrennte, rechteckig ausgebildete Kammern, die
jeweils von der zylindr. Innenfläche (1.1) der Außengehäuseteile (1.4
u. 1.5), der linken bzw. rechten Trennwandseite (4.1/4.2), der
profilierten axialen Seitenwand der jeweiligen Rotorscheibe (2.1/2.2)
und der zylindr. unteren Rotorfläche am Nutgrund (2.3) begrenzt
werden (s. Fig. 1).
In der Trennwand (4) ist die Lamellendichtung (5) angeordnet, deren
axiale Länge so ausgeführt ist, daß sie die profilierte Innenkontur der
li. u. re. Rotorscheibe (2.1/2.2) berührt und deren radiale Höhe sich
von der zyl. Innenfläche (1.1) der Außengehäuseteile (1.4/1.5) bis zur
zylindrischen unteren Rotorfläche am Nutgrund (2.3) erstreckt.
Die Lamellendichtung (5) selbst ist im oberen Bereich li. und re. der
Trennwand mit Aussparungen (10/11) versehen, die in radialen Über
strömkanälen (12/13) münden. Dabei sind die Aussparungen in der
Dichtung so ausgeführt, daß sie in der Verdichtungskammer (6) in der
Rotorlaufrichtung, auf der anderen Seite der Trennwand, in der
Expansionskammer (7), entgegen der Laufrichtung der Rotoren ange
ordnet sind (s. Fig. 1; Fig. 2 u. Fig. 3).
Die Lage der Aussparungen (10/11) mit den radialen Überström
kanälen (12/13) in der Lamellendichtung (5) ist so festgelegt, daß
diese beim axialen Verschieben der Einzellamellen, abhängig von der
Winkelstellung des Rotors, verändert wird und in der axialen End
stellung ein Überströmkanal (12 oder 13) der Dichtung auf der einen
Seite der Trennwand (4) mit einem Ein- oder Ausströmkanal (15 oder
16) eine direkte Überdeckung aufweist, während der Kanal der
anderen Seite soweit verschoben ist, daß keine Verbindung mehr zum
Brennraum besteht. Dieser Brennraumkanal wird in diesem Fall von
der zylindrischen Außenfläche (2.5) der axialen Rotorerhebung
abgedeckt (s. Fig. 2).
Bei der Drehung des Rotors wird die Lamellendichtung infolge der
profilierten Innenseiten der Rotorscheiben axial hin- und herbewegt.
Dabei ändern die 4 voneinander getrennten Arbeitskammern (6/7/8/9)
ihre Volumina. Wie Fig. 2 zeigt, erfolgt zeitgleich zum Ansaugen über
den Ansaugkanal (17), infolge der Volumenvergrößerung von
Kammer (8), in Kammer (6) die Verdichtung des vor ca. 180°
angesaugten Gases (Luft oder Luft-Kraftstoff-Gemisches). Durch die
im oberen Bereich der Lamellendichtung (5) angebrachte Aussparung
(10) strömt das verdichtete Gas über den Überströmkanal (12) und
Einströmkanal (15) zum Brennraum (14). Die Verdichtung ist
beendet, wenn die Lamellendichtung axial soweit verschoben ist, bis
keine Verbindung mehr zwischen Raum (6) und der Lamellenaus
sparung (10) besteht. In dieser Stellung der Lamellendichtung, bei der
auch die Verbindung zwischen dem Überströmkanal (12) und dem
Einströmkanal (15) unterbrochen ist, erfolgt die Zündung des
verdichteten Gemisches. Zeitgleich ist auch keine Verbindung des
Ausströmkanals (16) zum Überströmkanal (13) mehr vorhanden.
Beim Weiterdrehen der Rotorscheiben (2.1/2.2) werden die Lamellen
der Dichtung weiter nach rechts bewegt und der Überströmkanal (11)
wird mit der Expansionskammer (7) und dem Ausströmkanal (16) des
Brennraumes (14) verbunden. Durch das mit hohem Druck ein
strömende Verbrennungsgas in Kammer (7) und dessen Expansion,
wird der Rotor in Drehrichtung weiterbewegt.
Parallel zur Expansionsphase erfolgt auf der Rückseite der Lamellen
dichtung (Ausschiebekammer (9)) das Ausschieben des verbrannten
Gases über den Auslasskanal (18) (s. Fig. 2).
Die dargestellte Erfindung basiert, wie beschrieben, auf dem be
kannten Ablauf eines 4-Takt-Hubkolbenmotors, wobei die trans
latorische Kolbenbewegung in eine rotatorische Bewegung überge
führt wird. Die Steuerung des Gaswechsels wird dabei von einer axial
beweglichen Lamellendichtung übernommen, so daß hierbei auf die
üblicherweise notwendigen Steuerungselemente (Nockenwelle, Be
tätigungshebel, Ventile mit Federn und Federtellern, etc.) verzichtet
werden kann.
Die Schmierung der aufeinander gleitenden Flächen und der
Lamellendichtung erfolgt mittels einer, von der Welle (3) ange
triebenen Ölpumpe.
Bei entsprechender Gestaltung der Rotorscheiben wird ein bzgl.
Massen-Kräften und -Momenten voll ausgeglichener Motor mit hoher
Laufruhe erreicht.
In Fig. 4 ist ein Zweischeibensystem dargestellt. Dieses wird durch
eine weitere Rotorscheibe (2.4), sowie die bekannten Komponenten
Trennwand und Außengehäuse ergänzt. Abhängig von der geforderten
Leistung kann aber auch durch die Aneinanderreihung von weiteren
Rotorscheibenpaaren jede beliebige Variante dargestellt werden.
Claims (6)
1. Die Erfindung betrifft einen Rotationskolben-Verbrennungsmotor
mit, innerhalb eines kreiszylindrischen, stationären Gehäuses
(1.4/1.5), umlaufenden Rotorscheiben (2.1/2.2), die mit einer Welle
(3) drehfest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor
aus mindestens 2 Scheiben (2.1/2.2) besteht, wobei beide Scheiben in
einem radialen Bereich an den einander zugewandten Stirnseiten in
Segmenten von ca. 180° jeweils in axialer Richtung eine Erhöhung
und im anderen Bereich der Seitenfläche eine Vertiefung aufweisen.
Das Profil der einen Scheibe (2.1) ist bei der gegenüberliegenden Scheibe (2.2) als Negativ ausgeführt. Beide profilierten Bereiche der Scheiben sind axial voneinander getrennt. In diesem Zwischenraum ist eine mit dem Außengehäuse fest verbundene ebene Trennwand (4) montiert, deren Breite so ausgelegt ist, daß sie, mit den der Trennwand zugewandten Erhebungen der Innenwandungen der Rotorscheiben (2.1/2.2), einen minimalen Dichtspalt bildet.
In der Trennwand (4) selbst ist eine, über der radialen Höhe des profilierten Bereiches der Seitenflächen sich erstreckende, axial bewegliche Lamellendichtung (5) eingebracht, die an beiden zugewandten Seitenflächen der Rotorscheiben dichtend anliegt und somit Arbeitsräume mit der Trennwand (4), den profilierten Rotorwänden (2.1/2.2), dem Nutgrund (2.3) und der Innenwand (1.1) der stationären Gehäusemantelteile (1.4/1.5) bilden.
Innerhalb der Lamellendichtung (5) sind tangential zur Umfangs richtung, und zwar in Laufrichtung der Rotorscheiben in der Verdichtungskammer (6) und entgegen der Laufrichtung der Rotor scheiben in der Arbeitskammer (7), Aussparungen (10/11) in einem Teil der Einzellamellen vorgesehen, die Kanäle bilden und so be messen sind, daß diese wechselseitig, entsprechend der Winkel stellung des Rotors, mit den Arbeitsräumen in Verbindung stehen.
Beide Kanäle münden in radialen Bohrungen (Überströmkanäle 12/13), die bis zur Trennebene an der Innenwand der Außen gehäuseteile (1.4/1.5) geführt sind.
In der Trennwand (4) ist über der Lamellendichtung (5) ein Brennraum (14) angeordnet, der mindestens über einen Ein- und Ausströmkanal (15 und 16) verfügt. Diese Kanäle stehen wiederum, abhängig von der Winkelstellung des Rotors und der damit zugeordneten Stellung der Lamellendichtung mit den radialen Bohrungen (12/13) der Dichtung (5) ebenfalls wechselseitig in Verbindung.
Das Profil der einen Scheibe (2.1) ist bei der gegenüberliegenden Scheibe (2.2) als Negativ ausgeführt. Beide profilierten Bereiche der Scheiben sind axial voneinander getrennt. In diesem Zwischenraum ist eine mit dem Außengehäuse fest verbundene ebene Trennwand (4) montiert, deren Breite so ausgelegt ist, daß sie, mit den der Trennwand zugewandten Erhebungen der Innenwandungen der Rotorscheiben (2.1/2.2), einen minimalen Dichtspalt bildet.
In der Trennwand (4) selbst ist eine, über der radialen Höhe des profilierten Bereiches der Seitenflächen sich erstreckende, axial bewegliche Lamellendichtung (5) eingebracht, die an beiden zugewandten Seitenflächen der Rotorscheiben dichtend anliegt und somit Arbeitsräume mit der Trennwand (4), den profilierten Rotorwänden (2.1/2.2), dem Nutgrund (2.3) und der Innenwand (1.1) der stationären Gehäusemantelteile (1.4/1.5) bilden.
Innerhalb der Lamellendichtung (5) sind tangential zur Umfangs richtung, und zwar in Laufrichtung der Rotorscheiben in der Verdichtungskammer (6) und entgegen der Laufrichtung der Rotor scheiben in der Arbeitskammer (7), Aussparungen (10/11) in einem Teil der Einzellamellen vorgesehen, die Kanäle bilden und so be messen sind, daß diese wechselseitig, entsprechend der Winkel stellung des Rotors, mit den Arbeitsräumen in Verbindung stehen.
Beide Kanäle münden in radialen Bohrungen (Überströmkanäle 12/13), die bis zur Trennebene an der Innenwand der Außen gehäuseteile (1.4/1.5) geführt sind.
In der Trennwand (4) ist über der Lamellendichtung (5) ein Brennraum (14) angeordnet, der mindestens über einen Ein- und Ausströmkanal (15 und 16) verfügt. Diese Kanäle stehen wiederum, abhängig von der Winkelstellung des Rotors und der damit zugeordneten Stellung der Lamellendichtung mit den radialen Bohrungen (12/13) der Dichtung (5) ebenfalls wechselseitig in Verbindung.
2. Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellendichtung neben der
Abdichtung der Arbeitsräume auch die Steuerung der Ein- und
Auslassvorgänge übernimmt.
3. Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 und 2
dadurch gekennzeichnet, daß in dem Brennraum eine
Zündeinrichtung vorgesehen werden kann.
4. Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 bis 3
dadurch gekennzeichnet, daß in dem Brennraum eine
Kraftstoffeinspritzung vorgesehen werden kann.
5. Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 und 2
dadurch gekennzeichnet, daß der Motor bei entsprechender Ver
dichtung als Dieselmotor betrieben werden kann.
6. Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 und 2
dadurch gekennzeichnet, daß dieses Aggregat bei entsprechenden
Änderungen an der Lamellendichtung und am Brennraum auch als
Arbeitsmaschine (Verdichter) betrieben werden kann.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001110261 DE10110261B4 (de) | 2001-03-03 | 2001-03-03 | Rotationskolben-Verbrennungsmotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2001110261 DE10110261B4 (de) | 2001-03-03 | 2001-03-03 | Rotationskolben-Verbrennungsmotor |
Publications (2)
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DE10110261B4 DE10110261B4 (de) | 2008-09-04 |
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ID=7676187
Family Applications (1)
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WO2015012677A1 (es) * | 2013-07-08 | 2015-01-29 | Bricio Arzubide Alvaro Fabián | Motor rotativo de combustión interna |
WO2021194330A1 (es) * | 2020-03-23 | 2021-09-30 | Bricio Arzubide Alvaro Fabian | Motor rotativo de combustión externa |
US12000287B2 (en) | 2020-03-23 | 2024-06-04 | Alvaro Fabian BRICIO ARZUBIDE | External combustion rotary engine |
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DE10110261B4 (de) | 2008-09-04 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R071 | Expiry of right |