DE102007021422A1 - Motor - Google Patents

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DE102007021422A1
DE102007021422A1 DE200710021422 DE102007021422A DE102007021422A1 DE 102007021422 A1 DE102007021422 A1 DE 102007021422A1 DE 200710021422 DE200710021422 DE 200710021422 DE 102007021422 A DE102007021422 A DE 102007021422A DE 102007021422 A1 DE102007021422 A1 DE 102007021422A1
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compressed air
air
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DE200710021422
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Inventor
Frank Neugebauer
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/22Rotary-piston machines or engines of internal-axis type with equidirectional movement of co-operating members at the points of engagement, or with one of the co-operating members being stationary, the inner member having more teeth or tooth- equivalents than the outer member

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Motor (1), der zum Antreiben von Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen und der auch zum Antrieb von Maschinen oder zur Herstellung von Energie verschiedenster Formen verwendet werden kann. Insbesondere betrifft die Erfindung einen solchen Motor, der als Druckluftmotor ausgebildet ist. Noch spezieller betrifft die Erfindung einen solchen Motor, der als Kreiskolbenmotor nach dem Prinzip des Wankelmotors ausgebildet ist, bestehend aus mindestens einem Front-Gehäuse (Fig. 8), einem Teilabschnitt (2) mit einem Rotorgehäuse (3), einem Rotor (4) und einem Lufteinlass (38), durch den Atmosphärenluft ansaugbar ist, wobei die angesaugte Atmosphärenluft mittels des Rotors (4) komprimierbar ist, elektronisch gesteuerten Einspritzdüsen/Ventilen (42) zum Einspritzen von Druck- bzw. Pressluft aus den Speichereinrichtungen (49) durch den Zündkanal (41) sowie einem Rear-Gehäuse (Fig. 8), mittels einer Exzenterwelle (5) verbunden, einem Luftauslass (43) und mindestens einem damit verbundenen Booster (17/22) (hydraulisch und/oder pneumatisch und/oder elektrisch angetrieben), der die zuvor ausgestoßene Druck- bzw. Pressluft komprimiert/hochverdichtet und in die nachgeschalteten Speichereinrichtungen (49) überführbar macht, und dass diese Druck- bzw. Pressluft aus der Speichereinrichtung (49) zu den steuerbaren Einspritzdüsen/Ventilen (42) des Teilabschnitts (2) zurückleitbar ist. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen ...

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Motor, der zum Antreiben von Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen und der auch zum Antrieb von Maschinen oder zur Herstellung von Energie verschiedenster Formen verwendet werden kann. Insbesondere betrifft die Erfindung einen solchen Motor, der als Druckluftmotor ausgebildet ist. Noch spezieller betrifft die Erfindung einen solchen Motor, der als Kreiskolbenmotor nach dem Prinzip des Wankelmotors ausgebildet ist.
  • Hintergrund der Erfindung, Stand der Technik
  • Es ist bekannt, dass Motoren unter anderem zum Bewegen von Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen, zum Antrieb von Maschinen oder zur Herstellung von Energie verschiedenster Formen verwendet werden. Es ist auch bekannt, dass die Vielzahl bekannter Motorenarten immer mit einem schadstoffträchtigen Treibstoff, wie z. B. Benzin, Diesel, GPL, etc. betrieben werden müssen.
  • Allgemeines
  • Die Arbeitsweise des Wankelmotors erfolgt nach dem Viertakt-Ottomotor-Prinzip, wobei der Wankelmotor anstelle der Hubkolben dreiecksförmige Rotoren/Scheiben hat, die in einem ovalen, in der Mitte leicht eingeschnürten Rotorgehäuse (Trochoide) rotieren – der jeweilige Arbeitsraum wird entlang der Rotorgehäusewand verschoben.
  • Die einzigen bewegten Teile des Wankelmotors sind der Rotor sowie die Exzenterwelle. Die Einlass- und Auslassöffnungen (Schlitze) werden vom Rotor selbst geöffnet und geschlossen. Die sichelförmigen Kammern ändern infolge der überlagerten Kreis- und Drehbewegung des Kolbens ihren Rauminhalt.
  • Beim Umlauf des Rotors bilden dessen drei Kanten mit der Rotorgehäusewand drei Kammern mit variablem Volumen, in denen jeweils während einer Rotordrehung ein vollständiger Viertakt-Ottoprozess mit Ansaugen, Verdichten, Zünden und Ausstoßen abläuft. Es finden somit in den drei Kammern immer drei von vier Arbeitstakten gleichzeitig statt und nach jeder vollen Rotordrehung hat der Motor dreimal den kompletten Viertakt Ottoprozess durchlaufen.
  • Der Rotor ist dreieckförmig, wobei seine drei gleich langen Seiten nach außen gewölbt sind. In die drei Eckkanten sowie die Seitenflächen des Rotors sind Dichtleisten eingelassen. Bei der Drehung liegen die drei Ecken ständig an der Rotorgehäusewand an, wodurch der Mittelpunkt des Rotors während der Rotation einen geschlossenen Kreis beschreibt. Diese Kreisbahn wird durch eine zentrisch im Motor angebrachte Welle bewirkt, die im Bereich des Rotors als Exzenter ausgebildet ist. Weiterhin befindet sich im Rotor ein Hohlrad mit Innenverzahnung, das sich auf einem am seitlichen Motorgehäuse befestigten Zahnrad abwälzt. Diese Verzahnung dient lediglich zur Bewegungssteuerung des Rotors, der sich mit seiner Innenverzahnung auf dem fest stehenden Zahnrad anlehnt und dabei gleichzeitig eine Drehbewegung auf die Exzenterwelle ausübt. Die Exzenterwelle ist daher vergleichbar mit der Kurbelwelle des Ottomotors. Rotorhohlrad und fest stehendes Ritzel (Zahnrad) haben ein Zähneverhältnis von 3:2, d. h., der Rotor dreht sich mit zwei Drittel der Winkelgeschwindigkeit der Exzenterwelle.
  • Bei einem Zweischeiben-Wankelmotor ergibt sich durch die um 180° versetzten Exzenter eine bessere Laufruhe als bei einer Ausführung mit nur einem Rotor. Ein Dreischeiben-Wankelmotor ist in der Laufruhe vergleichbar mit einem Achtzylinder-Hubkolbenmotor.
  • Durch das Aneinanderreihen mehrerer Motorteile (Teilabschnitte (2)) lassen sich mit geringem Bauaufwand bei kleinen Motorabmessungen große Leistungen verwirklichen.
  • Ein Problem bei der Verwendung der o. g. Treibstoffe ist die hohe Schadstoffdichte dieser Stoffe, so dass die von den Fahrzeugen und Schiffen ausgestoßene Luft relativ hoch belastet ist.
    (vgl. z. B. http://science.orf.at/science/news/95557).
  • Weiterhin müssen viele der heute verwendeten Treibstoffe unter Zuhilfenahme irgendeiner anderen Energiequelle erzeugt werden. Dies ist oft unökonomisch und ökologisch schwer nachzuvollziehen (Beispiel Wasserstoff).
  • Die vorhandenen Ressourcen sollten sinnvoller verwandt und nicht verbrannt werden, da sie damit unwiederbringlich verloren sind.
  • "Die FCKW-Reduzierung bremste globale Erwärmung: Die 1987 mit dem Montreal-Protokoll eingeleiteten Maßnahmen zum Schutz der Ozonschicht haben die globale Erwärmung stärker gebremst, als es etwa das Kyoto-Protokoll im Fall seiner Umsetzung vermag". Anhand dieser Studie ist zu erkennen, dass es nie zu spät ist, etwas zu
    ändern... (http://science.orf.at/science/news/14747199)
  • Die folgende Tabelle liefert Beispiele für CO2-Emissionen, wie sie pro Person typischerweise anfallen können.
    CO2-Quelle CO2/Einheit inheiten im Jahr kg CO2 im Jahr
    PKW geplanter EU-Grenzwert: 4,8 l/100 km 120 g/km 10.000 km 1.200
    PKW-Neuwagen: Durchschnitt: 6,5 l/100 km 163 g/km 10.000 km 1.630
    Porsche 297 g/km 10.000 km 2.970
    Bahnreisen 59 g/km 10.000 km 590
    Flug: Düsseldorf – Mallorca u. zurück* 1 mal 720
    Strom: aktueller Strommix** 600 g/kWh 2000 kWh 1.200
    Strom: Windkraft** 20 g/kWh 2000 kWh 40
    Wohnen – Gasheizung** 160 g/kWh 10.000 kWh*** 1600
    * atmosfair.de ** Daten aus: Gemis-Datenbank *** Bei einem Brennwertfaktor von B = 9,7760 kWh/m3 folgt: 10.000 kWh/B = 1023 m3 Gas
  • Die Tabellenwerte zeigen, dass die von Klimaforschern verlangte Schwelle von 3 t CO2 pro Kopf und Jahr schnell erreicht ist: wer 17.650 km per PKW mit derzeitiger Durchschnittsemission von 170 g/km zurücklegt, hat bereits 3 t CO2 erzeugt. Ein Single-Haushalt mit 2500 kWh Stromverbrauch und 10.000 kWh Gas-Heizung hat die Schwelle mit 3,1 Tonnen schon allein mit nur Strom und Heizung überschritten.
  • Mit rund 18 Mrd. Tonnen CO2 erzeugten alleine die Industrieländer im Jahr 2004 bereits fast so viele Treibhaus gase, wie die ganze Menschheit eigentlich nur ausstoßen darf, um die globale Erwärmung auf 2°C zu begrenzen. Auf Dauer muss sogar noch mehr passieren: Die CO2-Konzentration in der Atmosphäre darf 450 ppm nicht überschreiten; seit vorindustrieller Zeit wurde sie schon um 100 ppm auf 380 ppm erhöht. Deshalb muss bis zum Jahr 2050 der CO2-Ausstoß weltweit um 50%, also jedes Jahr im Durchschnitt um 1,16% gesenkt werden. Um dem Nachholbedarf der Entwicklungs- und Schwellenländern gerecht zu werden, fordern Klimaforscher wie Stefan Rahmstorf, dass die Industrieländer ihre CO2-Emissionen bis 2050 sogar um 80% im Vergleich zu 1990 senken sollen.
  • Angesichts dieser Größenordnungen wird klar, dass die Industrienationen vor großen Herausforderung stehen, die aber durchaus zu bewältigen sind, vor allem durch viel mehr Energieeffizienz und Energiesparen sowie dem massiven Ausbau Erneuerbarer Energien.
  • Wenn das nicht reicht, könnte ein weltweiter Emissionshandel helfen, den CO2-Ausstoß vor allem in den aufstrebenden Schwellenländern (China, Indien, Brasilien, ...) zu senken durch Finanzierung innovativer Technologien und breiter Nutzung Erneuerbarer Energien.
    (http://www.learn-live.nrw.de/angebote/agenda21/daten/treibhausgase.htm#weltweit)
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
  • 00 Übersichtsseite
  • 0 schematisch eine Seitenansicht einer ersten Seite einer Ausführungsform mit zwei Rotoren des endungsgemäßen Motors;
  • 1 schematisch eine Seitenansicht einer ersten Seite einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Motors (Beispiel mit 1 Rotor);
  • 2 schematisch eine Seitenansicht einer zweiten Seite einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Motors (Beispiel mit 1 Rotor);
  • 3 schematisch die Tanks mit Versorgungsleitungen, die el. Versorgung des erfindungsgemäßen Motors;
  • 4 schematisch die Booster mit Leitungen des erfindungsgemäßen Motors;
  • 5 schematisch das hydraulische System des erfindungsgemäßen Motors;
  • 6 schematisch einen Teilabschnitt (das aufgeschnittene Rotorgehäuse mit Rotor, Excenterwelle, usw.) des erfindungsgemäßen Motors;
  • 7 schematisch den Arbeits-Zyklus des erfindungsgemäßen Motors.
  • Detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
  • Der erfindungsgemäße Motor (1) ist intern in Teilabschnitte (01-0) aufgeteilt (0), die im Folgenden erläutert werden sollen. Die Teilabschnitte (2), auch Scheiben genannt, sind hintereinander angeordnet und bilden so einen Motorblock [ein Front-Gehäuse, (gegebenenfalls ein Inside-Gehäuse) und ein Rear-Gehäuse gehören immer zum Motorblock].
  • Für den Fachmann ist es klar, dass zur Funktionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Motors bereits das Vorhandensein einer Scheibe des entsprechenden Teilabschnitts ausreicht und im Folgenden soll ein Ausführungsbeispiel mit einer Scheibe erläutert werden.
  • 6 zeigt schematisch den aufgeschnittenen Teilabschnitt (2) des erfindungsgemäßen Motors (1). Dieser Teilabschnitt (2) besteht aus mindestens einem Rotorgehäuse (3), einem Rotor (4), einer Excenterwelle (5) und einem Lufteinlass (38), durch den Atmosphärenluft ansaugbar ist, wobei die angesaugte Atmosphärenluft mittels des Rotors (4) komprimierbar ist, elektronisch gesteuerten Einspritzdüsen (42) zum Einspritzen von Druck- bzw. Pressluft durch den Zündkanal (41) sowie einem Luftauslass (43).
  • Je nach Verwendungszweck und benötigtem Hubraum können die Teilabschnitte (2) des erfindungsgemäßen Motors (1) entweder nur aus einer Rotorgehäuse-Rotor-Anordnung bestehen, oder es können eine Mehrzahl dieser Kombinationen hintereinander angeordnet sein. Je stärker die erforderliche Leistung sein soll, desto mehr Teilabschnitte (2) werden benötigt. Die einzelnen Teilabschnitte (2) und damit die einzelnen Scheiben sind miteinander durch eine Exzenterwelle (5) verbunden, so dass bei Drehung eines Rotors auch die anderen vorhandenen Rotoren in Drehung versetzt werden. Der Hubraum lässt sich auch noch zusätzlich durch die Baugröße der Teilabschnitte (2) verändern.
  • Generell ist noch anzumerken, dass sich durch das Aneinanderreihen mehrerer Motorteile (Teilabschnitte (2)) mit geringem Bauaufwand bei kleinen Motorabmessungen große Leistungen verwirklichen lassen; dies ist bei einer späteren Nachrüstung in bestehende Fahrzeuge oder Anlagen von Bedeutung.
  • 1 zeigt die Seite des Motorblocks, auf der jeweils die Einspritzdüsen (42) des Teilabschnitts (2) angeordnet sind. Die Einspritzdüsen (42) werden durch eine Stromquelle, bspw. eine Batterie (41) mit Strom versorgt und durch ein Steuergerät (43) gesteuert, das dazu dient, die Ventile korrekt zu öffnen bzw. zu schließen. Die Regelung der Drehzahl erfolgt durch ein elektronisches Gaspedal, welches über verschiedene Druckminderer und Ventile Druckluft von unterschiedlichem Druck freigibt. Gleichzeitig wird natürlich, entsprechend der Drehzahl, auch die Produktion der Druckluft für die Speichereinrichtungen (s. unten) gesteigert. Diese Anordnung ist selbstverständlich lediglich als beispielhaft anzusehen, für den Fachmann ist klar, dass auch andere Anordnungen möglich sind.
  • 2 zeigt die den Einspritzdüsen (42) gegenüber angeordnete Motorseite. Dem Teilabschnitt (2) sind auf dieser Seite jeweils mit den Lufteinlässen (38) und den Luftauslässen (43) versehen. 6 und 7 zeigen wie der Arbeitszyklus abläuft:
    Die am Lufteinlass (38) durch den Luftfilter (39) eingeströmte/angesaugte Luft wird durch die Drehung des Rotors verdichtet (z. B. 10:1). Durch die Verdichtung erhöht sich die Temperatur der jetzt verdichteten Luft.
  • Jetzt wird durch elektronisch geregelte Ventile/Einspritzdüsen (42) durch den Zündkanal (41) eine zuvor genau berechnete Menge an hochverdichteter Druckluft (150–300 bar mit normaler Raumtemperatur) aus den Tanks (49) in das Rotorgehäuse (3) über die Zuleitungen (47) zugeführt und 'zündet' die zuvor komprimierte Druckluft.
  • Die 'Zündung' findet folgendermaßen statt: die zuvor angesaugte/verdichtet Luft mit erhöhter Temperatur wird mit der hochverdichteten und kühleren Luft aus den Tanks (49) zusammen gebracht. Dieses Gemisch entspannt sich explosionsartig wenn es auf einander trifft, vergrößert dadurch sein Volumen und dreht den Rotor vorwärts. Bei nicht korrekt berechneter Menge, Druck und Einstellung dreht sich der Motor rückwärts und/oder zerstört alle Dichtungen und sich selbst.
  • Zur Leistungsverbesserung kann die am Lufteinlass (38) eingeströmte/angesaugte Luft schon mit einem Turbolader und/oder Kompressor (40) vorverdichtet werden.
  • Die jetzt aus den beiden Luftauslässen (43) ausgestoßene Druckluft hat nur noch eine Temperatur von 0 bis –15 Grad Celsius und immer noch einen Druck von wenigen Bar.
  • (4 und 5) Über die Leitungen (44) wird diese Druckluft zum ersten Booster (17) geleitet. Hier werden ein Teil der Druckluft zum Antrieb (20) und ein anderer Teil der Druckluft (18) zum Weiterverdichten verwendet. Die nicht mehr benötigte Druckluft wird über die Leitungen (48) durch die Kühl-Filter-Abseheider-Kombinationen (13, 14) gereinigt der Natur zurück gegeben.
  • Die so hochverdichtet Druckluft aus dem Booster (17) wird vom Ausgang (19) über die Leitung (45) zum Eingang (25) des Boosters (22) geleitet.
  • Hier erfolgt eine weitere Verdichtung der Druckluft auf bis zu 300 bar. Diese Druckluft wird jetzt über die Leitungen (46) durch die Kühl-Filter-Abscheider-Kombinationen (49), das Hochdruck-Rail (50) und geregelt durch die Kombination (15) zu der Tanks (49) geleitet. Überdruck verhindert die Kombination (15).
  • Der Antrieb des Boosters (22) erfolgt hydraulisch. Der erforderliche Druck von ca. 200 bar wird mit der Hochdruckpumpe (27) erzeugt, die mit der Excenterwelle verbunden ist. Diese saugt durch den Einlass (28) über die Leitung (51) durch den Auslass (35) aus dem Hydraulik-Öl-Tank (34) die erforderliche Menge an Hydraulik-Öl an und verdichtet sie. Für den Fachmann ist es klar, dass die Anordnung, Art und Auswahl der Booster frei gewählt werden kann.
  • Über die Leitungen (52) wird das durch die Hochdruckpumpe (27) unter Druck gesetzte Hydraulik-Öl über den Zulauf (31) in das Hochdruck-Rail (30) geleitet. Überschüsse werden über den Rücklauf (33) und die Leitung (55) in den Hydraulik-Öl-Tank (34) zurückgeleitet.
  • Durch das Hochdruck-Rail (30) wird nun der Antrieb (23) des Boosters (22) versorgt. Der Rücklauf zum Hydraulik-Öl-Tank (34) erfolgt über die Leitung (54) und wird dabei zur Kühlung durch die Kühl-Filter-Abscheider-Kombinationen (50) geleitet.
  • Die Verbindungsteile zwischen dem erfindungsgemäßen Motor (1) und den bereits vorhandenen Getrieben und Antriebswellen sind einfach herstellbar und lieferbar, so dass eine Umrüstung bestehender Fahrzeuge jederzeit auf einfache Art und Weise nachträglich möglich ist.
  • Bei der Planung von Neufahrzeugen kann auf einen Wasser-Kühl-Kreislauf und auf ein Abgassystem verzichtet werden.
  • Das Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Motors (1) läuft wie folgt ab:
    [die in (7) beschriebenen Arbeitszyklen finden immer gleichzeitig statt]
  • Erforderlich sind vorgefüllte Drucklufttanks mit einem Druck von ca. 200–300 bar. Als Energiequelle werden eine oder mehrere Batterien benötigt. Die Stromversorgung ist für die Motorsteuerung und für die elektronisch steuerbaren Sensoren und Ventile zwingend erforderlich.
  • Der Start des Motors (1) erfolgt durch einen herkömmlichen Anlasser (7). Dieser dreht die Schwungscheibe (6) und ein Drehgeber (8) signalisiert der Steuerung die Excenterwellenstellung und Rotorstellung. Das im Steuergerät hinterlegte Programm startet nun und löst die entsprechenden Programmsequenzen aus und verarbeitet sie. Durch die Betätigung eines elektronischen Gaspedals werden weitere entsprechende Programmsequenzen ausgelöst und abgearbeitet.
  • Durch den Lufteinlass (38) im Teilabschnitt (2) wird Atmosphärenluft angesaugt. Diese kann zuvor gefiltert werden (39) und/oder durch einen Turbolader und/oder Kompressor (40) vorverdichtet werden.
  • In den jeweiligen Arbeitsräumen (6, 7) innerhalb des Rotorgehäuses bleiben die Zustände erhalten, die beim Ausschalten des Motors bestanden. Die Drehung des Rotors bewirkt zum Einen eine 'Zündung', zum Anderen eine Komprimierung und zum Anderen einen Druckluft-ausstoß; es ist also egal, an welcher Position sich der Rotor gerade befindet.
  • Die Drehung des Rotors bewirkt eine Komprimierung der eingesaugten Atmosphärenluft, was wiederum zu einem Temperaturanstieg führt („heiße Luft").
  • Anschließend wird durch die elektronisch gesteuerten Einspritzdüsen (42) im Teilabschnitt (2) des Motors (1) normal temperierte, d. h., ungefähr Raumtemperatur aufweisende Druckluft aus den Tanks (49) über die Zuleitungen (47) in den Zündkanal (41) eingespritzt.
  • Treffen nun die zuvor angesaugte/verdichtet Luft mit erhöhter Temperatur und die hochverdichtete ungefähr Raumtemperatur aufweisende Druckluft aus den Tanks (49) aufeinander, entspannt sich dieses Gemisch explosionsartig, vergrößert dadurch sein Volumen und dreht den Rotor (4) und die Exzenterwelle (5) vorwärts – die 'Zündung' ist erfolgt. Dieser Vorgang wiederholt sich jetzt bis zum abschalten.
  • Dem Fachmann ist klar, dass dies nur ein Beispiel von vielen verschiedenen Anordnungsmöglichkeiten und Kombinationen der Booster ist.
  • Die expandierte und jetzt aus den beiden Luftauslässen (43) ausgestoßene Druckluft im Teilabschnitt (2) und wird dann über die Leitung (44) zum ersten Booster (17) geführt (vgl. 4). Diese ausgestoßene Druckluft hat nur noch eine Temperatur von 0 bis –15 Grad Celsius und immer noch einen Druck von wenigen Bar.
  • Im ersten Booster (17) wird jetzt ein Teil der ausgestoßenen Druckluft zum Antrieb (20) und ein Teil zum weiterverdichten (18) verwendet. Die nicht mehr benötigte Abluft wird durch den Ausgang (21) über die Leitungen (48) durch die Kühl-Filter-Abscheider-Kombinationen (13,14) in die Natur zurückgegeben.
  • Im zweiten Booster (22) wird jetzt der hydraulische Antrieb (23) über die Leitung (53) aus dem Rail (30) versorgt. Die im ersten Booster (17) vorverdichtete Druckluft wird jetzt über den Eingang (25) nach der Endverdichtung im zweiten Booster (22) durch den Ausgang (26) über die Leitung (46) zur Speicherung in die Tanks (49) geleitet.
  • Die Tanks (49) bestehen dabei aus mehreren Druckgasflaschen, wobei eine dieser Druckgasflaschen zu Beginn nur halb gefüllt ist und bei Betrieb des Motors (1) werter aufgefüllt wird (vgl. weiter unten). Die anderen Druckgasflaschen der Tanks (49) weisen einen Druck von ca. 200–300 bar auf, die nur halb gefüllte steht unter einem Druck von ca. 180 bar. Die vorgefüllten Druckgasflaschen des Tanks (49) werden der Reihe nach solange angezapft, bis diese unter einen voreingestellten Betriebsdruck gefallen sind. Danach wird automatisch jeweils auf die nächste Flasche umgeschaltet. Die Füllung erfolgt in derselben Art und Weise (automatisch), wobei Überdruckventile ein Bersten verhindern.
  • Der erfindungsgemäße Motor ist in der Lage, den zu seinem Betrieb benötigten „Treibstoff" in Form von hoch komprimierter Luft, also Druck- oder Pressluft, zum Teil selbst zu erzeugen; der Elektrohilfsmqotor mit Kompressor (9) kann bei Bedarf den erforderlichen Rest erzeugen.
  • Das Starten erfolgt mit dem Anlasser, der daraufhin über den Drehgeber (8) das im Steuergerät hinterlegte Programm startet und abarbeitet. Das Abschalten erfolgt dabei durch Ausschalten der Stromversorgung und der darauf folgenden Schließung aller Ventile und Düsen an den Leitungen (4448, 5155). Der Motor ist damit nahezu autark, was bedeutet, dass der Motor nicht z. B. an eine Steckdose angeschlossen werden oder mit „Treibstoff" im herkömmlichen Sinne, nämlich Benzin, Diesel, GPL, etc. wie beim Verbrennungsmotor versorgt werden muss. Dadurch ist er nahezu überall einsetzbar. Die bei Verbrennungsmotoren notwendigen kleinen Explosionen finden hier nicht statt – daher läuft dieser Motor absolut ruhig und nahezu geräuschlos. Das Grundprinzip hegt darin, dass das Komprimieren von Gas (Luft) dessen Temperaturanstieg („heiße Luft”) und die Ausdehnung von Gas (Luft) eine Temperaturverminderung („kalte Luft”) zur Folge hat (wird z. B. bei einer Taucherflasche das Ventil geöffnet, vereist die Armatur).
  • Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass keinerlei Emission stattfindet, keine unnötige Wärme abgegeben wird und die ausgestoßene Luft sauberer ist als die, die zuvor durch einen Filter eingesaugt worden ist.
  • Der CO2-Ausstoß durch Fahrzeuge könnte somit radikal reduziert werden, eine Überhitzung von Großstädten und die Erderwärmung kann dadurch u. U. erheblich schneller abgebremst werden.
  • In Städten und Gemeinden lassen sich auf diese Weise die Kosten für öffentliche Verkehrsmittel, für die Stadtreinigung, die Abfallbeseitigung, etc. erheblich senken.
  • In Betrieb genommen, kann ein solcher Motor auch zur Stromerzeugung für Häuser, Firmen, Werkstätten, landwirtschaftliche Anwesen, etc. eingesetzt werden. Der so erzeugte Strom kann dann bspw. auch für Heizungen und Warmwasseranlagen verwendet werden.
  • Alle Betriebe, die auch noch Pressluft für Arbeitsgeräte oder Maschinen benötigen, können zusätzlich zur Stromversorgung auch die Pressluft auf diese Weise erzeugen.
  • Dadurch wäre eine Reduzierung der Kosten möglich, ohne die Löhne zu reduzieren.
  • In unzugänglichen Gebieten oder Landesteilen können mit dem erfindungsgemäßen Motor auch Wasserpumpen und dergleichen betrieben und gegebenenfalls auch Strom erzeugt werden.
  • Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Hubraumgröße und die entsprechende Aufteilung der internen Motorteile (Teilabschnitte (2)) sich nach dem Verwendungszweck richten können und durch das Aneinanderreihen mehrerer Motorteile (Teilabschnitte (2)) lassen sich mit geringem Bauaufwand bei kleinen Motorabmessungen große Leistungen verwirklichen.
  • Erforderlich sind allerdings immer vorgefüllte Drucklufttanks mit einem Druck von ca. 200–300 bar und als Energiequelle werden eine oder mehrere Batterien benötigt. Die Stromversorgung ist für die Motorsteuerung und für die elektronisch steuerbaren Sensoren und Ventile zwingend erforderlich. Bezugszeichenliste
    Nr. Bezeichnung
    1 Motorblock
    2 Teilabschnitt (mit 3 bis 5)
    3 Rotorgehäuse
    4 Rotor
    5 Excenterwelle
    6 Schwungscheibe
    7 Anlasser
    8 Drehgeber
    9 Elektrohilfsmotor mit Kompressor
    10 Lichtmaschine lädt die Batterie auf
    11 Batterie (ist mit der Lichtmaschine und allen Stromabnehmern verbunden)
    12 Steuergerät (ist mit allen Teilen verbunden, die el. versorgt oder gesteuert werden müssen)
    13 Speichereinrichtungen/Tanks
    14 Hochdruck-Rail Druckluft in von 26
    15 el. Drucksensoren, Druckregler, Ventile, Überdruckregler
    16 Hochdruck-Rail Druckluft out nach 41
    17 Booster Antrieb pneumatisch
    22 Booster Antrieb hydraulisch
    Booster sind Druckluftverdichter, Druckluftnachverdichter, Hochdruckkompressoren, ein- und mehrstufig, doppelt und einfach wirkend oder eine Kombination aus allem, pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch angetrieben
    18 In von 43
    19 Out nach 25
    20 Antrieb pneumatisch (in) von 43
    21 Antrieb pneumatisch (out) in Atmosphäre
    23 Antrieb hydraulisch (in) von 32
    24 Antrieb hydraulisch Rücklauf nach 36
    25 In von 19
    26 Out nach 14
    27 Hochdruckpumpe Hydraulik-Öl
    28 In von 34
    29 Out nach 31
    30 Hochdruck-Rail Hydraulik-Öl
    31 in von 29
    32 Out nach 23
    33 Rücklauf zu 37
    34 Hydrauliköltank
    35 Out nach 28
    36 Rücklauf 24
    37 Rücklauf 33
    38 Lufteinlass
    39 Luft-Filter
    40 und/oder Turbolader und/oder Kompressor
    41 Zündkanal
    42 el. Ventile/Einspritzdüsen/Druckregler
    43 Luftauslass
    44 Leitungen Druckluft
    45 Leitungen Druckluft
    46 Leitungen Druckluft
    47 Leitungen Druckluft
    48 Leitungen Druckluft
    49 Kühlung Druckluft incl. Luft-Filter + Abscheider
    50 Kühlung Hydraulik-Öl incl. Luft-Filter + Abscheider
    51 Leitungen Hydraulik
    52 Leitungen Hydraulik
    53 Leitungen Hydraulik
    54 Leitungen Hydraulik
    55 Leitungen Hydraulik
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - http://science.orf.at/science/news/95557 [0009]
    • - http://science.orf.at/science/news/14747199 [0012]
    • - http://www.learn-live.nrw.de/angebote/agenda21/daten/treibhausgase.htm#weltweit [0017]

Claims (15)

  1. Druckluft-Motor (1) zum Antreiben von Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, wobei der Motor (1) als Kreiskolbenmotor nach dem Prinzip des Wankelmotors ausgebildet ist, bestehend aus mindestens einem Front-Gehäuse (0), einem Teilabschnitt (2) mit einem Rotorgehäuse (3), einem Rotor (4) und einem Lufteinlass (38), durch den Atmosphärenluft ansaugbar ist, wobei die angesaugte Atmosphärenluft mittels des Rotors (4) komprimierbar ist, elektronisch gesteuerten Einspritzdüsen/Ventilen (42) zum Einspritzen von Druck- bzw. Pressluft aus den Speichereinrichtungen (49) durch den Zündkanal (41), sowie einem Rear-Gehäuse (0) mittels einer Exzenterwelle (5) verbunden, einem Luftauslass (43) und mindestens einem damit verbundenen Booster (17/22) (hydraulisch und/oder pneumatisch und/oder elektrisch angetrieben), der die zuvor ausgestoßene Druck- bzw. Pressluft komprimiert/hochverdichtet und in die nachgeschalteten Speichereinrichtungen (49) überführbar macht und dass diese Druck- bzw. Pressluft aus der Speichereinrichtung (49) zu den steuerbaren Einspritzdüsen/Ventilen (42) des Teilabschnitts (2) zurückleitbar ist.
  2. Druckluft-Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch Anbau einer Hochdruckpumpe für Hydraulik-Öl die Booster-Leistung erhöht werden kann, und dass durch den Anbau eines Elektrohilfsmotor mit Kompressor die Produktion der benötigten Druckluft erhöht werden kann, und dass durch den Anbau einer Lichtmaschine die benötigte Batterie und das erforderliche Steuergerät mit Strom versorgt werden kann, und dass durch einen Anlasser der Motor gestartet werden kann
  3. Druckluft-Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er scheiben-förmig durch Aneinanderreihen der Teilabschnitte (2) aufbaubar ist.
  4. Druckluft-Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (49) aus Druckgasflaschen zur Aufnahme der Druck- bzw. Pressluft besteht.
  5. Druckluft-Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ansaugbare Atmosphärenluft vor dem Ansaugen filterbar ist.
  6. Druckluft-Motor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugvorgang für die Atmosphärenluft mittels eines Turboladers und/oder Kompressors verstärkbar ist.
  7. Druckluft-Motor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Hubraum veränderbar ist.
  8. Druckluft-Motor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine zusätzliche Anbauvorrichtung die Nachrüstung bereits vorhandener Fahrzeuge und Anlagen möglich ist.
  9. Druckluft-Motor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulik-Öl und die komprimierte Druckluft durch einen Kühler abkühlbar ist.
  10. Druckluft-Motor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluft vor dem Ausstoßen filterbar ist.
  11. Verfahren zum Betreiben eines Druckluft-Motors nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Starten des Druckluft-Motors (1) mit einem Anlasser (7); – Ansaugen von Atmosphärenluft durch den Luftauslass (38) in den Teilabschnitt (2) durch einen Luftfilter (39), gegebenenfalls vorverdichtet durch einen Turbolader und/oder Kompressor (40); – komprimieren der angesaugten Atmosphärenluft (dadurch Erwärmung); und – Einspritzen von Druck- bzw. Pressluft unter Raumtemperatur aus der Speichereinrichtung (49) durch gesteuerte Einspritzdüse/Ventil (42) in den Teilabschnitt (2) durch den Zündkanal (41), wobei sich die komprimierte Luft größten Teils entspannt (kalte Luft); und – weiterleiten der Druck- bzw. Pressluft zu mindestens einem Booster (17) oder/und einem Booster (22) und mit diesem/diesen die Druck- bzw. Pressluft komprimieren/hochverdichten; und – nach Abkühlen der erzeugten Druck- bzw. Pressluft durch die Kühl-Filter-Abscheider-Kombinationen (13 oder/und 14) und einleiten in die Speichereinrichtung (49); und – Zurückleiten eines Teils der in der Speichereinrichtung (49) enthaltenen Druck- bzw. Pressluft zu der Einspritzdüse/Ventil (42) des Teilabschnitts (2); und – Ein angebauter Elektrohilfsmotor mit Kompressor (9) erzeugt bei Bedarf den erforderlichen Rest an Druck- bzw. Pressluft.
  12. Verwendung des Druckluft-Motors nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 zum Antreiben von Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen.
  13. Verwendung des Druckluft-Motors nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 zum Antreiben von Arbeitsgeräten und Maschinen.
  14. Verwendung des Druckluft-Motors nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 zur Stromerzeugung.
  15. Verwendung des Druckluft-Motors nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 zur Erzeugung von Druck- bzw. Pressluft für Arbeitsgeräte oder Maschinen.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014003828A1 (de) * 2014-03-18 2015-09-24 Enrico Kühl Motor zur Umwandlung von hydraullischem, hydrostatischem oder pneumatischem Druck in eine Drehbewegung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2422672A1 (de) * 1974-05-10 1975-11-20 Georg Ehses Pressdruckluftmotor
WO2006061429A1 (de) * 2004-12-09 2006-06-15 Frank Neugebauer Motor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2422672A1 (de) * 1974-05-10 1975-11-20 Georg Ehses Pressdruckluftmotor
WO2006061429A1 (de) * 2004-12-09 2006-06-15 Frank Neugebauer Motor

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
http://science.orf.at/science/news/14747199
http://science.orf.at/science/news/95557
http://www.learn-live.nrw.de/angebote/agenda21/daten/treibhausgase.htm#weltweit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014003828A1 (de) * 2014-03-18 2015-09-24 Enrico Kühl Motor zur Umwandlung von hydraullischem, hydrostatischem oder pneumatischem Druck in eine Drehbewegung

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