DE102008048642A1 - Rotationskolbenmotor und Verfahren zum Betreiben des Rotationskolbenmotors - Google Patents

Rotationskolbenmotor und Verfahren zum Betreiben des Rotationskolbenmotors Download PDF

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Abstract

Ein Rotationskolbenmotor (100, 400, 500, 600, 700) umfasst eine Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) mit einer Einlaßöffnung (112, 412) und einer Auslaßöffnung (114, 414, 614), wobei die Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) in zumindest einer Querschnittsansicht kreisringförmig ist, einen Kolben (120, 420, 520, 620), der in der Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) auf einer Kreisbahn um den Mittelpunkt des Kreisrings drehbar gelagert und mit mindestens einen ersten Magneten (130, 430, 530, 630) starr verbunden ist, eine Motorwelle (170, 470, 570, 670, 770), und mindestens einen zweiten Magneten (140, 440, 540, 640, 740), der um den Mittelpunkt des Kreisrings drehbar gelagert und mit der Motorwelle (170, 470, 570, 670, 770) verbunden ist, wobei der zweite Magnet (140, 440, 540, 640, 740) mit dem ersten Magneten (130, 430, 530, 630) so in Wirkverbindung steht, daß der erste Magnet (130, 430, 530, 630) den zweiten Magneten (140, 440, 540, 640, 740) bei einer Drehung des Kolbens (120, 420, 520, 620) mitnimmt und so die Motorwelle (170, 470, 570, 670, 770) antreibt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotationskolbenmotor sowie ein Verfahren zum Betreiben des Rotationskolbenmotors. Genauer gesagt betrifft die Erfindung einen Rotationskolbenmotor, der mit einem unter Druck stehenden Arbeitsmedium betrieben werden kann, insbesondere mit einem unter Druck stehenden Fluid.
  • Im Stand der Technik sind zahlreiche Bauformen für Motoren, auch für Rotationskolbenmotoren, bekannt, die jeweils für die spezifischen Einsatzzwecke angepaßt sind.
  • Im Hinblick darauf schlägt die vorliegende Erfindung einen Rotationskolbenmotor gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Rotationskolbenmotors nach Anspruch 32 vor. Weitere Ausführungsformen, Aspekte und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beiliegenden Zeichnungen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Rotationskolbenmotor bereitgestellt, der eine Kolbenkammer mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung umfasst, wobei die Kolbenkammer in zumindest einer Querschnittsansicht kreisringförmig ist. Weiterhin umfasst der Motor einen Kolben, der in der Kolbenkammer auf einer Kreisbahn um den Mittelpunkt des Kreisrings drehbar gelagert ist. Der Kolben ist dabei starr mit mindestens einem ersten Magneten verbunden. Der Motor umfaßt weiterhin eine Motorwelle und mindestens einen zweiten Magneten, der um den Mittelpunkt des Kreisrings drehbar gelagert und mit der Motorwelle verbunden ist. Der zweite Magnet steht dabei mit dem ersten Magneten so in Wirkverbindung, daß der erste Magnet den zweiten Magneten bei einer Drehung des Kolbens mitnimmt und so die Motorwelle antreibt.
  • Durch dieses Motorkonzept, das heißt die Verwendung eines Rotationskolbenantriebs für den Motor mit Magnetkupplung auf die Motorwelle, wird ein Motorantrieb bereitgestellt, bei dem der Kolben nicht umgelenkt werden muss sondern fortgesetzt auf der Kreisbahn in einer Richtung rotieren kann. Es werden auf diese Weise die bei Einsatz eines Hubkolbenantriebs entstehenden Verluste durch die Umlenkung des Kolbens an den beiden Totpunkten vermieden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst der Rotationskolbenmotor weiterhin mindestens einen um den Mittelpunkt des Kreisrings drehbar gelagerten Kolbenring, der mit dem Kolben verbunden ist. Der drehbar gelagerte Kolbenring kann dabei am inneren Umfang der Kolbenkammer angeordnet sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der drehbar gelagerte Ring am äußeren Umfang der Kolbenkammer angeordnet. Bei jeder der beiden vorgenannten Anordnungen kann der zumindest eine erste Magnet an dem drehbar gelagerten Kolbenring angeordnet sein. Mit anderen Worten ist der Rotationskolben in solchen Ausführungsbeispielen mit einem Kolbenring verbunden, der sich mit dem Rotationskolben mitdreht. Der erste Magnet kann an dem Kolbenring befestigt sein oder in den Kolbenring integriert sein und wird so von dem Kolben mitgenommen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können auch mehrere erste Magnete entlang des Umfangs des drehbar gelagerten Kolbenrings angeordnet sein. Insbesondere können die Magnete über den vollständigen Umfang des Kolbenringes verteilt sein. Auf diese Weise wird der zur Verfügung stehende Platz optimal ausgenutzt, da jeder der ersten Magnete zur Kupplung beiträgt. Es sei hervorgehoben, dass selbstverständlich sowohl Permanentmagnete als auch Elektromagnete als erste Magnete verwendet werden können.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfaßt der Rotationskolbenmotor mindestens einen um den Mittelpunkt des Kreisrings drehbar gelagerten Antriebsring, der mit der Motorwelle verbunden ist. Typischerweise ist der zumindest eine zweite Magnet an dem Antriebsring angeordnet oder sogar in diesen integriert. Ähnlich wie bei dem Kolbenring können auch mehrere zweite Magnete entlang des Umfangs des Antriebsrings angeordnet sein. Typischerweise ist der Antriebsring dem Kolbenring gegenüberliegend angeordnet, so daß eine magnetische Kupplung zwischen dem Kolbenring und dem Antriebsring hergestellt ist. Auf diese Weise kann das Drehmoment vom Kolben auf die Motorwelle übertragen werden. Dabei kann der Radius des Antriebsrings kleiner ist als der Innenradius der Kolbenkammer sein. Gemäß einer anderen Bauform kann der Radius des Antriebsrings größer als der Außenradius der Kolbenkammer sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Antriebsring mit der Motorwelle einstückig ausgebildet sein, so daß die an der Motorausgangswelle bereitstehende Drehzahl bzw. das bereitstehende Motordrehmoment unmittelbar durch den Rotationskolben vorgegeben ist. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der Antriebsring aber auch das Hohlrad eines Planetengetriebes bilden, wobei dann die Motorwelle mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes verbunden ist. Auf diese Weise können gewünschte Über- oder Untersetzungen eingestellt werden. Beispielsweise kann mittels des Getriebes an der Motorausgangswelle eine Drehzahl im Bereich von 1.500 U/min bereitgestellt werden, die zum Antrieb herkömmlicher elektrischer Generatoren geeignet ist.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst der Rotationskolbenmotor des Weiteren eine ortsfeste Dichtung, die zwischen dem Kolbenring und dem Antriebsring angeordnet ist. Dabei ist die ortsfeste Dichtung so ausgebildet, dass sie die Kolbenkammer gegenüber dem Antriebsring gasdicht abschließt. Gemäß einer Ausführungsform ist die dabei die ortsfeste Dichtung im Wesentlichen ringförmig. In einer Weiterbildung dieses Ausführungsbeispiels kann dabei die ortsfeste Dichtung eine Wölbung in radialer Richtung aufweisen. Typischerweise ist dabei die ortsfeste Dichtung zum Mittelpunkt des Kreisrings hin gewölbt. Die ortsfeste Dichtung erlaubt den gasdichten Abschluss der Kolbenkammer gegenüber der Umgebung, ohne dass ein bewegliches Dichtungselement vorgesehen werden muss. Aufgrund der Wölbung ist die ortsfeste Dichtung angepasst, die im Inneren der Kolbenkammer auftretenden Drücke ohne wesentliche mechanische Verformungen aufzunehmen. Da diese Dichtung ortsfest ist, ist kein Verschleiß der Dichtung bei Rotation des Kolbens zu erwarten. Aufgrund dieser Verschleißfreiheit ist ebenfalls nicht zu erwarten, dass sich die Dichtigkeit über die Lebensdauer des Motors verschlechtert.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die ortsfeste Dichtung aus einem schwach magnetisierbaren oder nicht magnetisierbaren Material gefertigt. Insbesondere kann die ortsfeste Dichtung dabei aus Aluminium, einem Stahl, insbesondere einem nicht rostenden Stahl, oder einem faserverstärkten Verbundwerkstoff, beispielsweise einem Kohlefaserverbundwerkstoff, gefertigt sein. Aufgrund der geringen Magnetisierbarkeit der ortsfesten Dichtung wird die Kupplung zwischen dem ersten und dem zweiten Magneten nur unwesentlich beeinträchtigt. Die ortsfeste Dichtung kann beispielsweise als Bauteil mit einer Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 5 mm ausgebildet sein. Insbesondere kann die ortsfeste Dichtung im Wesentlichen gasdicht in einer Gehäusewand des Motors eingespannt sein. Eine solchermaßen eingespannte und gewölbte ortsfeste Dichtung ist somit auf Zug beansprucht und kann gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Zugfestigkeit im Bereich von 1,5 bis 2 kN/mm2 aufweisen. Beispielsweise kann die ortsfeste Dichtung aus Lehrenband ausgebildet sein.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann weiterhin in zumindest einem Bereich der Oberfläche des Kolbens eine Labyrinthdichtung ausgebildet sein. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass das unter Druck stehende Arbeitsmedium in Rotationsrichtung in nennenswerter Menge zwischen Kolben und Kammerwand hindurchströmt. Gleichzeitig wird auf diese Weise eine Abdichtung bereitgestellt, die praktisch verschleißfrei ist. Zusätzlich oder alternativ kann auch die Innenwand der Kolbenkammer zumindest teilweise eine Labyrinthdichtung aufweisen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können ein oder mehrere Dichtringe am Kolben breitgestellt sein, wobei die Dichtringe den Kolben gegenüber der Kammerinnenwand in der Art eines Kolbenrings im Ottomotor abdichten. Diese Dichtringe sind typischerweise sehr klein und können beispielsweise aus einem Hartmetall gefertigt sein. Auf diese Weise wird nur wenig Reibung erzeugt und die Dichtringe sind praktisch verschleißfrei. Gemäß einer Weiterbildung sind die Dichtringe federnd in dem Kolben gelagert.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Rotationskolbenmotor eine zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung angeordnete bewegliche Dichtung, die eingerichtet ist, die Kolbenkammer zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung im Wesentlichen druckdicht zu verschließen, und die weiterhin so bewegbar ist, dass der Kolben an der beweglichen Dichtung vorbeibewegt werden kann. Auf diese Weise kann ein unter Druck stehendes Arbeitsmedium über die Einlassöffnung in einen in der Kolbenkammer ausgebildeten Zwischenraum zwischen dem Rotationskolben und der beweglichen Dichtung eingebracht werden. Das Arbeitsmedium beaufschlagt dann die bewegliche Dichtung sowie eine Druckseite des Rotationskolbens mit seinem Druck. Da der Rotationskolben drehbar gelagert ist, wird er durch das Arbeitsmedium in Rotation versetzt, wobei sich das Arbeitsmedium entspannt. Die bewegliche Dichtung ist hingegen so eingerichtet, dass sie die Kolbenkammer zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung im Wesentlichen druckdicht verschließt. Daher kann sich das Arbeitsmedium im Wesentlichen nur in Rotationsrichtung des Kolbens entspannen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die bewegliche Dichtung im Wesentlichen in radialer Richtung bewegbar. Insbesondere kann dabei die bewegliche Dichtung in eine Dichtungsaufnahme, die in einer inneren oder in einer äußeren Wand der Kolbenkammer ausgebildet ist, bewegbar sein. Gemäß einer Ausführungsform können dabei der Rotationskolben und/oder die bewegliche Dichtung so ausgebildet sein, dass der Kolben die Dichtung beim Überfahren in die Dichtungsaufnahme bewegt. Beispielsweise kann die in Bewegungsrichtung des Kolbens liegende Seite des Kolbens in der Querschnittsansicht zumindest teilweise schräg verlaufen, wobei eine der Bewegungsrichtung des Kolbens zugewandte Seite der beweglichen Dichtung in Querschnittsansicht ebenfalls zumindest teilweise schräg verläuft, sodass der Kolben die Dichtung beim Überfahren in die Dichtungsaufnahme drückt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist an der Vorderseite des Kolbens ein Arm angeordnet, an dessen in Bewegungsrichtung gesehen vorderem Ende eine Rolle federnd gelagert ist. Dieser Arm kann so mit einer versenkbaren Dichtung zusammenwirken, dass die Dichtung durch den Arm bei Überfahren des Kolbens in die Dichtungsaufnahme gedrückt wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Dichtung als eine mit einer Feder vorgespannte Dichtungsklappe ausgebildet sein. Dabei ist die Dichtung so ausgebildet, dass sie gegen den Druck des eingelassenen Arbeitsmediums sperrt, jedoch in Rotationsrichtung des Kolbens gegen eine Federkraft in die Dichtungsaufnahme versenkbar ist. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann die bewegliche Dichtung separat antreibbar sein, um die Dichtung in die Dichtungsaufnahme zu bewegen. Beispielsweise kann die Dichtung über einen elektromagnetischen Antrieb ähnlich einem Relais in die Dichtungsaufnahme hineingezogen werden. Beispielsweise kann bei einer solchen Ausführungsform zusätzlich ein Sensor bereitgestellt sein, der die aktuelle Winkelposition des Rotationskolbens an den separaten Antrieb der Dichtung weitergibt, sodass die Dichtung in Abhängigkeit der Stellung des Rotationskolbens in die Dichtungsaufnahme hineinbewegt werden kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die bewegliche Dichtung mittels einer mechanischen Steuerung in die Dichtungsaufnahme bzw. wieder aus der Dichtungsaufnahme heraus bewegt werden.
  • Gemäß noch einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann weiterhin ein Einlassventil vorgesehen sein, über das das Arbeitsmedium, beispielsweise ein Fluid, insbesondere ein Gas, in die Kolbenkammer eingelassen werden kann, um die Druckseite des Kolbens mit Druck zu beaufschlagen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann ein Auslassventil vorgesehen sein, über das das Arbeitsmedium wieder aus der Kolbenkammer abgelassen werden kann. Insbesondere können solche Ventile über eine Ventilsteuerung ansteuerbar sein, wobei die Ventilsteuerung eingerichtet ist, spezielle im Folgenden beschriebene Verfahren auszuführen.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Rotationskolbenmotors bereitgestellt. Das Verfahren umfasst insbesondere die folgenden Schritte: ein Arbeitsmedium wird in die Kolbenkammer eingelassen, um eine Druckseite des Kolbens mit Druck zu beaufschlagen, sodass der Kolben auf einer Kreisbahn rotiert; der Kolben wird über eine magnetische Kupplung an einen Antriebsring gekoppelt, sodass der Antriebsring von dem Kolben mitgenommen wird; und eine Motorwelle wird mittels des Antriebsrings angetrieben. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Arbeitsmedium für eine solche Zeitdauer eingelassen werden, die kleiner ist als die Zeitdauer für eine vollständige Rotation des Kolbens. Mit anderen Worten ist die Öffnungszeit eines Einlassventils kleiner als die Dauer einer vollständigen Umdrehung des Kolbens. Insbesondere kann die Zeitdauer, in der das Arbeitsmedium in die Kolbenkammer eingelassen wird, so bemessen sein, dass der Kolben während dieser Zeit höchstens eine halbe Umdrehung oder gar höchstens eine viertel Umdrehung ausführt. Wird das Arbeitsmedium nur für verhältnismäßig kurze Zeit in die Kolbenkammer eingelassen, so kann sich die verhältnismäßig geringe Menge an Arbeitsmedium während einer Rotation des Kolbens stark entspannen. Auf diese Weise kann ein deutlicher Anteil des Drucks in mechanische Rotationsarbeit umgesetzt werden. Bei einem solchen Betrieb ist der Wirkungsgrad des Motors verhältnismäßig hoch, da dem Arbeitsmedium viel mechanische Arbeit entzogen wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird bei dem Verfahren im wesentlichen ständig Arbeitsmedium in die Kolbenkammer nachgeführt. Auf diese Weise entspannt das Arbeitsmedium in der Kolbenkammer kaum, sodass der Kolben andauernd mit dem Ausgangsdruck des Arbeitsmediums beaufschlagt wird. Das Arbeitsmedium, das dann aus der Kolbenkammer ausgelassen wird, weist noch im Wesentlichen denselben Druck auf, wie bei Einlassen in die Kolbenkammer. Auf diese Weise kann der Motor mit hoher Leistung betrieben werden, da ständig der maximale Druck auf den Kolben ausgeübt wird. Zusätzlich oder alternativ zu der oben beschriebenen Zeitsteuerung kann auch eine Mengensteuerung vorgesehen sein, mittels der die Menge des eingelassenen Arbeitsmediums gesteuert wird. Über eine Steuerung der Einlasszeiten des Arbeitsmediums bzw. der Einlassmenge des Arbeitsmediums kann somit stufenlos zwischen einer wirkungsgradoptimierten Betriebsweise und einer leistungsoptimierten Betriebsweise variiert werden. Insbesondere kann der Motorbetrieb stufenlos an jeweilige aktuelle Erfordernisse angepasst werden. Beispielsweise kann über diese Steuerung die Motordrehzahl konstant gehalten und überschüssige Leistung abgegeben werden.
  • Anhand der beigefügten Zeichnungen werden nun Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert. Dabei zeigen:
  • 1 eine Querschnittsansicht eines Rotationskolbenmotors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 2 eine andere Querschnittsansicht eines Rotationskolbenmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 3A bis 3D die Funktionsweise eines Rotationskolbenmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 4 eine weitere Ausführungsform eines Rotationskolbenmotors.
  • 5 noch eine Ausführungsform eines Rotationskolbenmotors.
  • 6 eine Querschnittsansicht eines Rotationskolbenmotors mit einer weiteren Ausführungsform einer beweglichen Dichtung.
  • 7 eine andere Querschnittsansicht eines Rotationskolbenmotors mit einer weiteren Ausführungsform einer ortsfesten Dichtung.
  • 8 eine schematische Darstellung einer Anordnung mit zwei hintereinandergeschalteten Motoren.
  • 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Rotationskolbenmotors 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Rotationskolbenmotor 100 weist dabei eine Kolbenkammer 110 auf, die eine Einlassöffnung 112 und eine Auslassöffnung 114 aufweist. Die Kolbenkammer 110 ist in der gezeigten Querschnittsansicht kreisringförmig. In der Kolbenkammer ist weiterhin ein Kolben 120 angeordnet, der um den Mittelpunkt des Kreisrings drehbar gelagert ist. Der Kolben 120 weist eine Druckseite 122 auf, die mit einem unter Druck stehenden Arbeitsmedium, das über die Einlassöffnung 112 in die Kolbenkammer 110 eingelassen werden kann, beaufschlagt werden kann. In der gezeigten Ausführungsform ist eine Vorderseite 124 des Kolbens gekrümmt ausgebildet. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass selbstverständlich auch andere geeignete geometrische Formen des Kolbens, etwa eine Rechteckform, gewählt werden können. Als Arbeitsmedium kommen insbesondere Gase in Betracht, wobei hier Helium oder Stickstoff als beispielhafte gasförmige Arbeitsmedien zu nennen wären. Jedoch können als Arbeitsmedium gleichermaßen auch Dämpfe, insbesondere Wasserdampf, oder ORC-Medien verwendet werden. Dabei können sowohl hochtemperaturstabile ORC-Medien als auch Niedertemperatur-ORC-Medien verwendet werden.
  • Der Kolben 120 ist mit einem drehbar gelagerten Kolbenring 135 verbunden. An dem Kolbenring 135 sind erste Magnete 130 angeordnet, wobei sich die Magnetpole von im Umfangsrichtung nebeneinander liegenden Magneten abwechseln. Dies ist in 1 durch die entsprechenden Pfeile angedeutet. Aus 1 geht hervor, dass die ersten Magnete 130 den vollständigen Umfang des Kolbenrings 135 überdecken. Auf diese Weise wird der zur Verfügung stehende Platz optimal ausgenutzt. Die ersten Magnete 130 können dabei an dem Kolbenring 135 befestigt oder in diesen integriert sein. Weiterhin können die ersten Magnete 130 als Permanentmagnete oder als Elektromagnete ausgebildet sein. Im letzteren Fall verfügt der Rotationskolbenmotor 100 über eine Stromzuführung zu den Elektromagneten 130. Diese kann beispielsweise über Schleifringe und Bürsten geschehen. Der Kolbenring 135 ist am inneren Umfang der Kolbenkammer 110 angeordnet. Ihm gegenüberliegend sind zweite Magnete 140 angeordnet. Die zweiten Magnete 140 sind an einem Antriebsring 145 angeordnet, wobei sich die Magnetpole von im Umfangsrichtung nebeneinander liegenden zweiten Magneten abwechseln. Die zweiten Magnete 140 überdecken den vollständigen Umfang des Antriebsrings 145. Gemeinsam bilden die ersten Magneten 130 und die zweiten Magnete 140 eine Magnetkupplung. Werden nun die ersten Magnete 130 bezüglich der zweiten Magnete 140 rotiert, so nehmen die ersten Magnete die zweiten Magnete aufgrund der zwischen ihnen wirkenden Magnetkräfte mit. Auf diese Weise läßt sich die Drehung des Kolbens 120 auf den Antriebsring 145 übertragen.
  • Der Antriebsring 145 bildet in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel das Hohlrad eines Planetengetriebes, welches weiterhin die Planetenräder 146 sowie das Sonnenrad 148 umfaßt. Mit dem Sonnenrad 148 ist eine Motorwelle 170 verbunden. Mithin treibt der Rotationskolben 120 die Motorwelle 170 über die Magnetkupplung 135, 145 und das Planetengetriebe 145, 146, 148 an. Mit Hilfe des Planetengetriebes können gewünschte Über- oder Untersetzungen zwischen Kolben 120 und Motorwelle 170 eingestellt werden. Beispielsweise kann mittels des Getriebes an der Motorausgangswelle eine Drehzahl im Bereich von 1.500 U/min bereitgestellt werden, die zum Antrieb herkömmlicher elektrischer Generatoren geeignet ist.
  • Zwischen dem Kolbening 135 und dem Antriebsring 145 ist eine ortsfeste Dichtung 160 angeordnet. Die ortsfeste Dichtung 160 dichtet die Kolbenkammer 110 gegenüber dem Antriebsring 145 gasdicht ab. Weiterhin ist zwischen der Einlassöffnung 112 und der Auslassöffnung 114 eine bewegliche Dichtung 150 vorgesehen. Wie durch den Doppelpfeil in 1 angedeutet kann die bewegliche Dichtung 150 in radialer Richtung bewegt werden. Dabei kann die bewegliche Dichtung 150 aus der Kolbenkammer in eine radial außen liegende Aufnahme hineinbewegt werden und aus dieser wieder in die Kolbenkammer zurück. Die bewegliche Dichtung 150 ist so eingerichtet, dass sie die Kolbenkammer 110 zwischen der Einlassöffnung 112 und der Auslassöffnung 114 im Wesentlichen druckdicht verschließt. Auf diese Weise wird zwischen der Druckseite 122 des Kolbens 120 und der beweglichen Dichtung 150 ein Zwischenraum geschaffen, in den über die Einlassöffnung 112 ein Arbeitsmedium eingebracht werden kann. Weiterhin sind in 1 ein Einlassventil 170 und ein Auslassventil 180 gezeigt. Über das Einlassventil 170 kann das Einbringen von Arbeitsmedium in die Kolbenkammer 110 gesteuert werden. Gleichzeitig kann über das Auslassventil 180 das Auslassen von Arbeitsmedium aus der Kolbenkammer 110 gesteuert werden.
  • Ein Teilbereich der Oberfläche des Kolbens 120 kann mit einer Labyrinthdichtung 126 versehen sein. Dieser Teilbereich umfasst insbesondere den Bereich der Kolbenoberfläche, der zur Innenwand 116 der Kolbenkammer benachbart ist. Aufgrund der Labyrinthdichtung 126 kann die Menge an Arbeitsmedium, die von der Druckseite 122 des Kolbens 120 auf die Vorderseite 124 des Kolbens strömt, deutlich verringert werden. Weiterhin ist die Labyrinthdichtung 126 im Wesentlichen verschleißfrei, sodass der Rotationskolbenmotor 100 äußerst wartungsarm ist.
  • 2 zeigt eine weitere Querschnittsansicht des Rotationskolbenmotors 100 entlang einer Ebene senkrecht zur Rotationsrichtung des Kolbens 120. In der darin gezeigten Ausführungsform weist die Kolbenkammer 110 einen bogenförmigen bzw. einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt auf. Wie bereits erwähnt sind auch andere Querschnittsgeometrien der Kolbenkammer wie etwa ein Rechteck denkbar. Die Seitenwand der Kolbenkammer weist dabei Auskragungen 118 auf, die dazu dienen, ein Lager 137 für den Kolbening 135 zu tragen. In dieser Querschnittsansicht weist der Kolbenring 135 eine im Wesentlichen T-förmige Struktur auf, wobei der Kolbenring 135 seitlich auf den Lager 137 drehend gelagert ist. Ein erster Magnet 130 ist am zum Mittelpunkt hinweisenden Ende des Kolbenrings 135 angeordnet. Dem ersten Magneten 130 gegenüber ist ein zweiter Magnet 140 angeordnet, der auf einem Antriebsring 145 drehend gelagert ist. Der erste Magnet 130 und der zweite Magnet 140 sind mit entgegengesetzter Polarität zueinander ausgerichtet, so daß zwischen ihnen eine magnetische Anziehungskraft besteht. Auf diese Weise wird der Antriebsring 145 magnetisch an den Kolbenring 135 gekuppelt. Zwischen dem Kolbenring 135 und dem Antriebsring 145 ist die ortsfeste Dichtung 160 angeordnet. Die ortsfeste Dichtung 160 ist so ausgebildet, dass sie die Kolbenkammer 110 gegenüber dem Antriebsring 145 gasdicht abschließt. Die ortsfeste Dichtung 160 ist an ihren seitlichen Rändern 162 eingespannt. Dazu weist der Planetenträger 142 Klemmbereiche auf, die sich in radialer Richtung erstrecken. Die seitlichen Enden 162 der Dichtung 160 sind zwischen den Klemmbereichen des Planetenträgers 142 und den Auskragungen 118 der Kammerwand eingespannt. Insbesondere können dabei die Seiten 162 der ortsfesten Dichtung 160 mit den Auskragungen 118 und/oder den Klemmbereichen verklebt oder verschweißt sein. Selbstverständlich sind auch andere Verbindungsarten zwischen der ortsfesten Dichtung 160 und dem Motorgehäuse denkbar, solange die Gasdichtigkeit gewährleistet werden kann.
  • Wie in 2 gezeigt, weist die ortsfeste Dichtung 160 eine Wölbung in Richtung zum Mittelpunkt des Kreisrings hin auf. Auf diese Weise ist die ortsfeste Dichtung 160 auf Zug beansprucht und wird sich auch dann, wenn die Kolbenkammer 110 mit unter hohem Druck stehenden Arbeitsmedium befüllt ist, nur unwesentlich mechanisch verformen. Dies ist vorteilhaft, da ansonsten der Kolbenring 135 und insbesondere der erste Magnet 130 an der ortsfesten Dichtung 160 schleifen könnte. Typischerweise ist die ortsfeste Dichtung 160 aus einem schwach magnetisierbaren oder einem nicht magnetisierbaren Material gefertigt. Auf diese Weise wird die magnetische Kupplung zwischen Kolbenring 135 und Antriebsring 145 möglichst wenig beeinträchtigt. Beispielsweise kann die ortsfeste Dichtung aus einem Stahl, insbesondere Aluminium, einem nicht rostendem Stahl, oder einem faserverstärkten Verbundwerkstoff, beispielsweise einem Kohlefaserverbundwerkstoff, gefertigt sein. In einem Ausführungsbeispiel ist die ortsfeste Dichtung 160 aus Lehrenband aus nicht rostendem Stahl mit einer Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 5 mm ausgebildet.
  • Im Folgenden wird anhand der 3A bis 3D die Wirkungsweise des Rotationskolbenmotors 100 erläutert. Dabei zeigt 3A wie über die Einlassöffnung 112 ein unter Druck stehendes Arbeitsmedium in den zwischen der Druckseite 122 des Kolbens 120 und der beweglichen Dichtung 150 gebildeten Zwischenraum eingelassen wird. Das unter Druck stehende Arbeitsmedium beaufschlagt die Druckseite 122 des Kolbens mit einem Druck, sodass der drehbar gelagerte Kolben 120 in Rotation versetzt wird. Dies ist in 3A durch den gekrümmten Pfeil angedeutet. Dabei nimmt der Kolben 120 den Kolbenring 135 und die an ihm angeordneten ersten Magnete 130 mit. Aufgrund der magnetischen Kupplung wird der Antriebsring 145 mitgenommen und treibt so die Planetenräder 146 an, die wiederum das Sonnenrad 148 antreiben. Das Sonnenrad 148 überträgt nun Drehmoment auf die mit ihm verbundene Motorwelle 170, so daß das Drehmoment am Ausgang des Motors abgegriffen werden kann.
  • Wie in 3B ersichtlich, bewegt sich nun der Kolben auf seiner Kreisbahn weiter. Gemäß dem in 3B gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Einlassen des Arbeitsmediums in die Kolbenkammer 110 an der angezeigten Winkelposition des Kolbens 120 gestoppt, sodass kein weiteres Arbeitsmedium mehr in die Kolbenkammer 110 eintritt. Es wird darauf hingewiesen, dass die gezeigte Winkelposition des Kolbens 120 lediglich beispielhaft zu verstehen ist und selbstverständlich auch andere Winkelpositionen gewählt werden können. Die nun in dem Bereich der Kolbenkammer, der sich zwischen der beweglichen Dichtung 150 und der Druckseite des Kolbens 120 befindet, vorhandene Menge an Arbeitsmedium entspannt sich und drückt den Kolben 120 weiter in Rotationsrichtung.
  • Dies ist in 3C gezeigt. Weiterhin ist in 3C angedeutet, dass aufgrund der Entspannung des Arbeitsmediums nunmehr der Kolben 120 mit einem geringeren Druck beaufschlagt ist. Entsprechend ist die Länge des gekrümmten Pfeils kürzer dargestellt als beispielsweise in den 3A und 3B. Weiterhin ist durch die Pfeile angedeutet, dass gegebenenfalls noch aus einem vorherigen Takt in der Kolbenkammer befindliches Arbeitsmedium durch den Kolben 120 verdrängt und über die Auslassöffnung 114 aus der Kolbenkammer gedrückt werden kann.
  • 3D zeigt wie der Kolben 120 die bewegliche Dichtung 150 beim Überfahren in die Dichtungsaufnahme 156 hineindrückt. Dabei ist die in Bewegungsrichtung des Kolbens liegende Seite 124 des Kolbens 120 teilweise schräg oder wie hier abgerundet ausgebildet. Die der Bewegungsrichtung des Kolbens zugewandte Seite 152 der beweglichen Dichtung 150 ist ebenfalls zumindest teilweise schräg oder abgerundet ausgebildet, sodass der Kolben 120 die Dichtung 150 beim Überfahren in die Dichtungsaufnahme 156 drücken kann. Weiterhin ist in 3D gezeigt, dass die Dichtungsseite 154 der beweglichen Dichtung 160 ein an den Außendurchmesser des Rings 135 angepasstes Profil aufweist, um eine gute Dichtung mit dem Ring 135 zu bewirken. Auch die Dichtungsfläche 154 kann mit einer Labyrinthdichtung versehen sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können anstatt der Labyrinthdichtung auch ein oder mehrere Dichtringe breitgestellt sein, wobei die Dichtringe die bewegliche Dichtung 150 gegenüber dem Ring 135 in der Art eines Kolbenrings im Ottomotor abdichten. Diese Dichtringe sind typischerweise sehr klein und können beispielsweise aus einem Hartmetall gefertigt sein. Auf diese Weise wird nur wenig Reibung erzeugt und die Dichtringe sind praktisch verschleißfrei. Gemäß einer Weiterbildung sind die Dichtringe federnd in dem Kolben gelagert.
  • Alternativ zu dem dargestellten Überfahren der Dichtung mit dem Kolben 120 kann die Dichtung 150 auch separat antreibbar sein, um in die Dichtungsaufnahme 156 bewegt zu werden. Beispielsweise kann dies über einen Elektromagneten realisiert werden, der die Dichtung 150 gegen eine Federkraft in die Dichtungsaufnahme zieht.
  • 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dabei ist der Aufbau des Rotationskolbenmotors 400 der Kolbenring 435 am äußeren Umfang der Kolbenkammer 410 angeordnet. Weiterhin ist der Antriebsring 445 dem Kolbenring 435 gegenüberliegend am äußeren Umfang der Kolbenkammer 410 angeordnet. Gemäß dieser Ausführungsform ist der Antriebsring 445 einstückig mit der Motorwelle 470 ausgebildet, so daß eine unmittelbare Übertragung des Drehmoments vom Kolben 120 auf die Motorwelle 470 erfolgt. Alternativ könnte der Antriebsring 445 eine Außenzahnung aufweisen, die mit einer Innenzahnung der Motorwelle in Eingriff steht und so eine Zahnwellenverbindung herstellt. Eine ortsfeste Dichtung 460 schließt wiederum die Kolbenkammer 410 mit dem darin befindlichen Kolbenring 435 gasdicht gegenüber dem nun außen liegenden Antriebsring 445 ab. Der prinzipielle Aufbau des Kolbenrings 435, des Antriebsrings 445 sowie der ortsfesten Dichtung 460 entsprechen den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei die nötigen Anpassungen auf die Ausführungsform von 4 dem allgemeinen Können des Fachmanns entsprechen. Weiterhin sind die Einlassöffnung 412 sowie die Auslassöffnung 414 im Inneren des Motors 400 gelegen, sodass bei dieser Ausführungsform die Zu- und Ableitungen für das Arbeitsmedium zentral zu führen sind. Ebenfalls innen gelegen ist aufgrund des Aufbaus die bewegliche Dichtung 450, die jedoch ansonsten der vorher beschriebenen beweglichen Dichtung 150 entspricht, wobei die Dichtungsfläche dem Innendurchmesser des Kolbenrings 435 angepaßt ist. Mit anderen Worten ist das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel im Wesentlichen hinsichtlich der Anordnung von Kolbenring und Antriebsring invertiert, das heißt, die vorher außen liegenden Elemente wurden ins Innere des Motors verlegt, wohingegen der vorher innen Antriebsring und die innen liegende Motorwelle nach außen gelegt wurden. Vom prinzipiellen Wirkprinzip und der Funktionsweise her unterscheidet sich der Motor 400 jedoch nicht vom Motor 100 der vorher besprochenen Ausführungsbeispiele.
  • In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Darin weist der Motor 500 wiederum den Aufbau mit innen liegendem Kolbenring 535 und innen liegendem Antriebsring 545 so wie im Ausführungsbeispiel der 1 auf. Jedoch sind bei diesem Ausführungsbeispiel die in 1 gezeigten Permanentmagnete durch Spulen 530, 540 ersetzt. Diese Spulen 530, 540 werden als Magnetspulen verwendet und so bestromt, dass jeweils sich radial gegenüberliegende Spulen einander entgegengesetzte Polarität aufweisen und sich somit anziehen. Zur Versorgung der rotierenden Spulen 530, 540 mit Strom können Schleifringe und Bürsten vorgesehen sein. Ein Vorteil bei dieser Ausführungsart ist darin zu sehen, dass durch geeignete Steuerung der Erregerströme in den Magnetspulen, die Stärke der Magnetkupplung gesteuert werden kann. Übersteigt beispielsweise die an der Motorwelle 570 anliegende Last eine vorbestimmte Schwelle, so tritt ein regelbarer Schlupf zwischen dem Kolbenring 535 und dem Antriebsring 545 auf bzw. der Antriebsring 545 wird überhaupt nicht mehr mitgenommen. Ebenso kann der Motor 500 durch die Steuerung bzw. Regelung der Erregerströme alleine oder in Kombination mit der Steuerung bzw. Regelung des Arbeitsmediums stufenlos zwischen wirkungsgradoptimiertem Betrieb und leistungsoptimiertem Betrieb eingestellt werden. Ebenfalls können so konstante Leistungen und/oder konstante Drehzahlen eingeregelt werden.
  • 6 zeigt eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Rotationskolbenmotors 600, wobei in dieser Ausführungsform die bewegliche Dichtung 650 als Klappe ausgebildet ist. Die bewegliche Dichtung 650 ist schwenkbar um eine Achse 652 gelagert und mittels einer Feder 654 vorgespannt. Die Feder 654 drückt die bewegliche Dichtung 650 gegen den Kolbenring 635. Da die Dichtung länger ist als der radiale Durchmesser der Kolbenkammer 610, ist die bewegliche Dichtung 650 gegenüber dem von dem Arbeitsmedium ausgeübten Druck sperrend. Der rotierende Kolben 620 drückt die Dichtungsklappe 650 jedoch gegen die Federkraft 654 in die Aufnahme. Dabei ist die Dichtung 650 beispielsweise so geformt, dass sie sich in das Profil der äußeren Wand der Kolbenkammer 610 einfügt.
  • 7 zeigt eine andere Schnittansicht mit einer weiteren Ausführungsform der feststehenden Dichtung 760. Dabei ist der Kolbenring 735 im Wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei die Öffnung des Us zum Antriebsring 745 hinzeigt. An der Innenseite eines jeweiligen Schenkels des Us ist jeweils ein Magnet 730 angeordnet. Der Antriebsring 745 ist im Wesentlichen T-förmig ausgebildet, wobei der zweite Magnet 740 nach oben durch die Öffnung des U zwischen die beiden Magnete 730 hineinragt. Die ortsfeste Dichtung 760 ist ebenfalls U-förmig ausgebildet und zwischen den Schenkeln des Kolbenrings 735 und dem Magnetring 745 angeordnet. Ebenso wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind die seitlichen Ränder 762 der ortsfesten Dichtung 760 mit dem Motorgehäuse derart verbunden, dass die ortsfeste Dichtung 760 die Kolbenkammer 710 gegenüber dem Antriebsring 745 gasdicht abschließt.
  • 8 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung, bei der zwei Motoren 800, 900 der vorbeschriebenen Art hintereinander geschaltet sind. Dabei ist der Auslass 814 des ersten Motors 800 mit dem Einlass 914 des zweiten Motors 900 verbunden. Auf diese Weise kann das aus dem ersten Motor 800 ausströmende Arbeitsmedium noch in dem zweiten Motor 900 verwendet werden, um eine gemeinsame Motorwelle anzutreiben. Beispielsweise ist es möglich, den ersten Motor 800 leistungsoptimiert zu betreiben, sodass das aus dem ersten Motor 800 austretende Arbeitsmedium im Wesentlichen einen ähnlichen Druck aufweist wie bei Einströmen in diesen ersten Motor 800. Der zweite Motor 900 kann nun wirkungsgradoptimiert betrieben werden, sodass das unter Druck stehende Arbeitsmedium im zweiten Motor 900 möglichst vollständig entspannt wird. Dazu können beispielsweise die Querschnitte bzw. Volumina der beiden Motoren in geeigneter Weise aufeinander angepasst sein. So kann der mit hoher Leistung und hohem Druck betriebene Motor 800 einen kleinen Querschnitt der Kolbenkammer aufweisen, wohingegen der Querschnitt der Kolbenkammer des zweiten Motors 900 entsprechend größer ist, um die Menge an Arbeitsmedium aus dem ersten Motor 800 aufzunehmen und zu entspannen. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Motoren in geeigneter Weise hintereinander geschaltet werden, wobei die jeweiligen Querschnitte/Volumina bzw. Motordurchmesser aufeinander abzustimmen sind. Insbesondere können solche mehrstufigen Motoren in einem einzigen Gehäuse angeordnet werden, sodass eine kompakte mehrstufige Bauform bereitgestellt wird. Zusätzlich zur Abstimmung der jeweiligen Querschnitte, Radien und Volumina aufeinander können selbstverständlich auch die Steuerungen der Einlass- und Auslassventile sowie gegebenenfalls die Steuerungen der Erregerströme für Magnetspulen aufeinander abgestimmt werden. Eine solche mehrstufige Bauform kann in weiten Druckbereichen betrieben werden und die verschiedenen Betriebsparameter können fast beliebig eingestellt werden. Weitere Freiheitsgrade des Systems können beispielsweise durch das Vorsehen einer Zwischenerhitzung des Arbeitsmediums zwischen zwei Motorstufen oder ähnliche vergleichbare Maßnahmen eingestellt werden.
  • Die vorliegende Erfindung wurde anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Diese Ausführungsbeispiele sollen keinesfalls als einschränkend für die vorliegende Erfindung verstanden werden. Insbesondere können einzelne Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele in andere Ausführungsformen übernommen werden oder verschiedene Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden, solange sich die kombinierten Merkmale nicht technisch bedingt gegenseitig ausschließen.

Claims (35)

  1. Rotationskolbenmotor (100, 400, 500, 600, 700), umfassend eine Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) mit einer Einlaßöffnung (112, 412) und einer Auslaßöffnung (114, 414, 614), wobei die Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) in zumindest einer Querschnittsansicht kreisringförmig ist, einen Kolben (120, 420, 520, 620), der in der Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) auf einer Kreisbahn um den Mittelpunkt des Kreisrings drehbar gelagert und mit mindestens einen ersten Magneten (130, 430, 530, 630) starr verbunden ist, eine Motorwelle (170, 470, 570, 670, 770), und mindestens einen zweiten Magneten (140, 440, 540, 640, 740), der um den Mittelpunkt des Kreisrings drehbar gelagert und mit der Motorwelle (170, 470, 570, 670, 770) verbunden ist, wobei der zweite Magnet (140, 440, 540, 640, 740) mit dem ersten Magneten (130, 430, 530, 630) so in Wirkverbindung steht, daß der erste Magnet (130, 430, 530, 630) den zweiten Magneten (140, 440, 540, 640, 740) bei einer Drehung des Kolbens (120, 420, 520, 620) mitnimmt und so die Motorwelle (170, 470, 570, 670, 770) antreibt.
  2. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1, weiterhin umfassend mindestens einen um den Mittelpunkt des Kreisrings drehbar gelagerten Kolbenring (135, 435, 635, 735), der mit dem Kolben (120, 420, 520, 620) verbunden ist.
  3. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 2, wobei der Kolbenring (135, 435, 635, 735) am inneren Umfang der Kolbenkammer (110, 610, 710) angeordnet ist.
  4. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 2, wobei der Kolbenring (135, 435, 635, 735) am äußeren Umfang der Kolbenkammer (410) angeordnet ist.
  5. Rotationskolbenmotor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der zumindest eine erste Magnet (130, 430, 530, 630) an dem Kolbenring (135, 435, 635, 735) angeordnet ist.
  6. Rotationskolbenmotor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei mehrere erste Magnete (130, 430, 530, 630) entlang des Umfangs des Kolbenrings (135, 435, 635, 735) angeordnet sind.
  7. Rotationskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend mindestens einen um den Mittelpunkt des Kreisrings drehbar gelagerten Antriebsring (145, 445, 545, 645, 745), der mit der Motorwelle (170, 470, 570, 670, 770) verbunden ist.
  8. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 7, wobei der Radius des Antriebsrings (145, 545, 645, 745) kleiner ist als der Innenradius der Kolbenkammer (110, 610, 710).
  9. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Antriebsring (145, 545, 645, 745) das Hohlrad eines Planetengetriebes bildet und wobei die Motorwelle (170, 470, 570, 670, 770) mit dem Sonnenrad (148, 548, 648, 748) des Planetengetriebes verbunden ist.
  10. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 7, wobei der Radius des Antriebsrings (145, 545, 645, 745) größer ist als der Außenradius der Kolbenkammer (410).
  11. Rotationskolbenmotor nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Antriebsring (445) mit der Motorwelle (470) einstückig ausgebildet ist.
  12. Rotationskolbenmotor nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei der zumindest eine zweite Magnet (140, 440, 540, 640, 740) an dem Antriebsring (145, 545, 645, 745) angeordnet ist.
  13. Rotationskolbenmotor nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei mehrere zweite Magnete (140, 440, 540, 640, 740) entlang des Umfangs des Antriebsrings (145, 545, 645, 745) angeordnet sind.
  14. Rotationskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine ortsfeste Dichtung (160, 460, 660, 760), die zwischen dem Kolbenring (135, 435, 635, 735) und dem Antriebsring (145, 545, 645, 745) angeordnet ist, wobei die ortsfeste Dichtung (160, 460, 660, 760) die Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) gegenüber dem Antriebsring (145, 545, 645, 745) gasdicht abschließt.
  15. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 14, wobei die ortsfeste Dichtung (160, 460, 660, 760) im wesentlichen ringförmig ist.
  16. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 15, wobei die ortsfeste Dichtung (160, 460, 660, 760) eine Wölbung in radialer Richtung aufweist.
  17. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 16, wobei die ortsfeste Dichtung (160, 460, 660, 760) zum Mittelpunkt des Kreisrings hin gewölbt ist.
  18. Rotationskolbenmotor nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die ortsfeste Dichtung (160, 460, 660, 760) aus einem schwach magnetisierbaren oder nicht magnetisierbaren Material gefertigt ist.
  19. Rotationskolbenmotor nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei die ortsfeste Dichtung (160, 460, 660, 760) aus Aluminium oder nicht rostendem Stahl gefertigt ist.
  20. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 19, wobei die ortsfeste Dichtung (160, 460, 660, 760) eine Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 5 mm aufweist.
  21. Rotationskolbenmotor nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei die ortsfeste Dichtung (160, 460, 660, 760) im wesentlichen gasdicht in einer Gehäusewand des Rotationskolbenmotors eingespannt ist.
  22. Rotationskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine Labyrinthdichtung, die in zumindest einem Bereich der Oberfläche des Kolbens (120, 420, 520, 620) ausgebildet ist.
  23. Rotationskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine zwischen der Einlaßöffnung (112, 412) und der Auslaßöffnung (114, 414, 614) angeordnete bewegliche Dichtung (150, 450, 650), die eingerichtet ist, die Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) zwischen der Einlaßöffnung (112, 412) und der Auslaßöffnung (114, 414, 614) im wesentlichen druckdicht zu verschließen, und die weiterhin so bewegbar ist, daß der Kolben (120, 420, 520, 620) an der beweglichen Dichtung (150, 450, 650) vorbeibewegt werden kann.
  24. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 23, wobei die bewegliche Dichtung (150, 450, 650) im wesentlichen in radialer Richtung bewegbar ist.
  25. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 22 oder 23, wobei die bewegliche Dichtung (150, 450, 650) in eine Dichtungsaufnahme (156), die in einer inneren oder in einer äußeren Wand der Kolbenkammer ausgebildet ist, bewegbar ist.
  26. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 25, wobei der Kolben und/oder die bewegliche Dichtung (150, 450, 650) so ausgebildet sind, daß der Kolben (120, 420, 520, 620) die Dichtung beim Überfahren in die Dichtungsaufnahme bewegt.
  27. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 26, wobei eine in Bewegungsrichtung des Kolbens liegende Seite (124) des Kolbens (120, 420, 520, 620) in der Querschnittsansicht zumindest teilweise schräg verläuft und wobei eine der Bewegungsrichtung des Kolbens zugewandte Seite (152) der beweglichen Dichtung (150) in Querschnittsansicht ebenfalls zumindest teilweise schräg verläuft, so daß der Kolben (120, 420, 520, 620) die Dichtung (150, 450, 650) beim Überfahren in die Dichtungsaufnahme (156) drückt.
  28. Rotationskolbenmotor nach einem der Ansprüche 24 bis 25, wobei die bewegliche Dichtung separat antreibbar ist, um die Dichtung in die Dichtungsaufnahme zu bewegen.
  29. Rotationskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend ein Einlaßventil (190), über das ein Arbeitsmedium in die Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) eingelassen werden kann, um eine Druckseite des Kolbens (120, 420, 520, 620) mit Druck zu beaufschlagen.
  30. Rotationskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend ein Auslaßventil (195), über das Arbeitsmedium aus der Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) abgelassen werden kann.
  31. Rotationskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine Ventilsteuerung, die eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der nachfolgenden Ansprüche auszuführen.
  32. Verfahren zum Betreiben eines Rotationskolbenmotors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: (a) Einlassen eines Arbeitsmediums in die Kolbenkammer, um eine Druckseite des Kolbens mit Druck zu beaufschlagen, so daß der Kolben auf einer Kreisbahn rotiert; (b) Mitnehmen eines Antriebsrings über eine magnetische Kopplung des Antriebsrings an den Kolben; und (c) Antreiben einer Motorwelle mittels des Antriebsrings.
  33. Verfahren nach Anspruch 32, wobei in Schritt (a) das Arbeitsmedium nur für eine Zeitdauer eingelassen wird, die kleiner als die Zeitdauer für eine vollständige Rotation des Kolbens ist.
  34. Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Zeitdauer des Einlassens des Arbeitsmediums so bemessen ist, daß der Kolben während dieser Zeit höchstens eine halbe Umdrehung ausführt.
  35. Verfahren nach Anspruch 33 oder 34, wobei die Zeitdauer des Einlassens des Arbeitsmediums so bemessen ist, daß der Kolben während dieser Zeit höchstens eine Viertelumdrehung ausführt.
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