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Die Erfindung bezieht sich auf einen Brennstoffrotationskolbenmotor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige brennstoffsparende Rotationskolbenmotoren werden in mehrere Bereiche der Maschinenbau eingesetzt, insbesondere als Kraftblock einen mobilen Elektrostation, als Schiffskraftblock, und besonders effektiv als Kraftblock für Luftfahrzeuge statt Wellenturbinen.
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Brennstoffkolbenmotoren in der Ausführung als Benzinmotor als Dieselmotor oder als Schiffsmotor sowie die Wellenturbinen wandeln in einem fossilen Brennstoff gespeicherter Energie durch die Verbrennung in mechanische Energie drehende Bewegung einer Arbeitswelle um.
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Dabei der Wirkungsgrad den Brennstoffmotoren übersteigt nicht die 50% und bei Wellenturbinen nicht 30%, einen spezifischer Brennstoffverbrauch liegt entsprechend bei Ottomotoren 227–273 g/kWh, Dieselmotoren bei 178–209 g/kWh, bei Wellenturbinen bei 300–500 g/kWh und einen erzeigte Drehmoment liegt entsprechend bei Benziner-Ottomotoren 19–21 Nm/kg, Dieselmotoren bei 39–47 Nm/kg, bei Jet-A1-Wellenturbinen bei 7–10 Nm/kg.
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Die in der Praxis überwiegend verwendete Kolbenmotoren funktionieren mit einen Viertaktdurchgang(-Takt 1, Ansaugen//Takt 2, Verdichten und Zünden//Takt 3, Verbrennen und Expandieren//Takt 4, Ausschieben).
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Bekannt sind die Brennstoffmotoren mit einem Hubkolbentriebwerk für die Umwandlung einer linearen Bewegung in den Zylinder laufenden Kolben durch Pleuelmechanismus in eine drehende Bewegung einer Arbeitswelle. Der Viertaktdurchgang dauert bei 720° Umdrehungen der Arbeitwelle.
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Diese der Kraftübertragung ist nicht effektiv, verursacht eine geringere Leistungsdichte des Vier-Takt-Hubkolbenmotors. Grund dafür ist der Leer hub: jeder Zylinder nur bei jeder zweiten Umdrehung durchläuft einen Arbeitstakt. Außerdem ergibt sich der Drehkraft aus der Multiplikation das veränderlichen vom einen Maximum bis dem Minimum der Gasdruck an Kolben mit den veränderlichen umgekehrt von Minimum bis Maximum des Dreh-Arm den Kurbel-Pleuel-Paar. Daraus resultiert auch eine ungleichmäßige Abgabe des Drehmomentes.
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Um der Drehkraft zu vergrößern und die Schwingung zu minimieren, haben solche Motoren in der Regel mehrere Zylinder mit dem Hubkolbentriebwerk, welche mit einer gemeinsamen Kurbelwelle in der grade Reihe, V-Reihe, Stern-Reihe in einem Motorblock zusammenverbunden sind. Dabei die Lagerung den Kurbel-Pleuel-Paar an die Kurbel den Welle in Drehrichtung mit einem Winkel gegen ein andere versetzt sind. Dadurch sind auch die Viertaktdurchgänge gegen ein andere zeitlich versetzt und ihren Zusammenwirkung vergrößert der Drehkraft und mindern die Schwingung. Um der Drehkraft zu vergrößern die Schwingung der Drehkraft an eine Arbeitswahl zu minimieren, haben solche Motoren in der Regel die Drehzahl von 1500 bis 5000 U/Min. Die Hubkolbentriebwerke sind außerdem in vielen Fällen in dem Motorblock zusammengebaut, um der erforderliche Drehkraft zu erreichen. Aber auch bei sechs oder mehr Zylindern sind die Drehschwingungen der Kurbelwelle schwieriger beherrschbar.
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In den sechziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts wurde ein Brennstoffrotationsmotor entwickelt, der nach Rotationskolbenprinzip arbeitet und als Wankel-Motor bekannt ist.
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Der wichtigste Vorteil diesen Motor besteht daran, dass für den Ausstoß der Treibgasen und Zufuhr dem Brennstoffgemisch keine Ventile erforderlich ist. Dieser Wankel-Motor besteht aus einem Stator mit einem im Querschnitt unrunden Hohlraum und einem im Querschnitt dreieckigen und dreispitzigen Rotationskolben mit drei trochoiden-formigen Konturen, die beide zwischen sich einen Arbeitsraum des Brennstoffmotors ausbilden. Das Triebwerk des Motors ist ein Getriebe mit einem Planetarmechanismus mit einer zentrisch zur Hohlraum angeordneten Arbeitswelle. Die Bewegung des Rotationskolbens in dem Arbeitsraum ist durch diese Planetargetriebe gesteuert. Die Übertragung die Druckkräfte von dem Rotationskolben an der Arbeitswelle erfolgt sich durch den Planetarmechanismus der Getriebe bei Viertaktdurchgang nach 1080° Umdrehung der Rotationskolben.
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Ein ähnlicher Brennstoffrotationskolbenmotor wurde durch die
DE 103 61 618 A1 bekannt. Noch ein ähnlicher Brennstoffrotationsmotor wurde durch die
DE 103 08 831 B3 2004.09.09 bekannt. Dieser Brennstoffrotationsmotor besteht aus einem Stator mit einem im Querschnitt ovalen Arbeitsraum und einen im Querschnitt ovalen Rotationskolben mit einer ovalförmigen Außenkontur. Die Planetarbewegung dieser Rotationskolben im Arbeitsraum ist durch eine automatische Wechselung der Dreheachse gesteuert, die einer zentrisch angeordneten Arbeitswelle auch in Wechselung angreifen und drehen. Der Viertaktdurchgang verläuft nach 1440° Umdrehung der Rotationskolben.
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Sowohl diesen Brennstoffrotationskolbenmotoren als auch Wankel-Motor haben wesentliche Nachteile, die überwiegend dem Triebwerk mit dem Planetarmechanismus und die Planetarbewegung der Rotationskolben verursachten. Sehr nachteilig ist auch, dass die abgerundete Druckfläche am Rotationskolben nicht senkrecht zur Umfangsrichtung der Rotationskolben ausgerichtet sind, sodass nur Komponenten der sich aus dem Gasdruck entwickelnder Kräfte in Drehrichtung des Rotationskolbens wirken, während die andern Kraftkomponenten vom Lager der Arbeitswelle aufgenommen werden. Deswegen hat die Drehkraft sehr große Schwingung. Die Zusammenbau den einzelnen Motoren in einen Motorblock mit gegen ein andere versetzt gesteuerte Viertaktdurchgange den einzelnen Motoren ist technisch sehr kompliziert. Darum, um erforderlichen Drehkraft zu erzeugen und die Schwingung der Drehkraft an eine Arbeitswahl zu minimieren, haben solche Motoren in der Regel die Drehzahl von 10000 bis 15000 U/Min.
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Eine Drehekolbenmaschine mit Ringzylindern und drin an zentrisch angeordnete Achse rotierenden Kolben, mit Drehschiebern als Absperrteile, die in ruhenden Arbeitswandungen eingesetzt sind und das Zylinderraum aufteilen, wurde durch die
WO 1996 022 453 bekannt. Nachteilig in diese Maschine ist eine komplizierte Durchführung den Treibgasen und Brenngasen durch Umleitungskanäle. Außerdem ist unvermeidlich ein Durchblasen von Luft-Brennstoff-Gemisch in Auspuffgasen.
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Noch ein Kreiskolbenmotor aus einem Gehäuse, Kammern mit Schiebern, Seitenwänden und einem drin an zentrisch angeordnete Achse rotierenden Kolben wurde durch die
DE 42 25 300 A1 bekannt.
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Nachteilig in diesem Motor ist undichte Kontakt der Trennschieberspitze mit Rotierenden Kolben und auch eine komplizierte Durchführung den Treibgasen und Brenngasen durch die Umleitungskanäle.
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In den Patentanmeldung
DE 2005 038 302.5-15 mit Zusatzanmeldungen
DE 10 2006 001 158.9 und
DE 10 2006 014 425 A1 ist eine weitere Konzept einen Brennstoffrotationskolbenmotor vorgeschlagen. Diese Brennstoffrotationskolbenmotor bestehet aus einem Stator, der aus Mantelsegmenten, Ventilsegmenten mit Brennräumen und gefederten Stirnplatten einen geschlossene zylindrische Hohlraum bildet, und einem, mit einer Abtriebswelle verbundenen Rotationskolben, der koaxial und drehfest mit der Abtriebswelle verbunden und koaxial in den zylindrischen Hohlraum den Stator eingesetzt ist; die beide Arbeitsraume bilden, welche durch den Spitze den Rotationskolben getrennt sind, dabei aus Stator zwei steuerbare und wechselweise in den Arbeitsraume eingreifende Trennschieber in eine sich mit der Drehebewegung des Rotationskolbens vergrößernde und eine sich verkleinernde Arbeitskammer aufteilen, und über eine Fernsteuereinheit schaltbaren Einlasskanäle mit einer Versorgungseinrichtung für ein Brennstoff-Luftgemisch und über die Fernsteuerungseinheit schaltbaren Auslasskanäle mit einer Entsorgungseinrichtung für das verbrauchte Brennstoff-Luftgemisch verbunden ist. Der Rotationskolben dieses Motors hat in axialen Länge eine Außenkontur aus zwei mit einem Radius Rmin und anderem Radius Rmin kreisgebogene und sich mit dem Umfangswinkel der Rotationskolben in Drehrichtung nicht verändernde Außenkonturteile, schräg in der Richtung der Drehachse angeordneten Verbindungskonturteile, die Außenkonturteile zusammenschließt und radiales angeordneten Außenkonturteile, die kreisgebogene Außenkonturteile von anderen Seite der Außenkontur der Rotationskolben zusammenschließt.
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Eine kreisgebogene Außenkonturteil gleicher dem zylindrischen Hohlraum den Stator Radius Rmax hat und den zweite kreisgebogenen Außenkonturteil dem Radius Rmin hat, der kleiner auf Größe radialen Außenkonturteil ist; die kreisgebogenen Außenkonturteile stoßen aneinander und bilden an den Rotationskolben in diesem Bereich eine Spitze.
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Mit dieser Erfindung wurden wichtige Nachteile den Brennstoffrotationskolbenmotoren mit der Planetarbewegung des Kolbens sowie Nachteile bekannten Rotationskolbenmotoren gelöst.
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Nachteilig geblieben aber einen gasdruckundichten Linienkontakt zwischen Trennschieber und schräg in der Richtung der Drehachse angeordneten Verbindungskonturteile des Rotationskolben, an welche aus dem Gasdruck entwickelnder Kräfte nicht in Drehrichtung des Rotationskolbens wirken, sondern in Gegenrichtung. Deswegen verschlechtert sich den Wirkungsgrad. Mit der Erfindung nach Patentanmeldung
DE 10 2009 029 950 A1 wurden bevor vorgeschlagene Motorkonzept weiter entwickelt und für meisten von den Nachteile bekannten Rotationskolbenmotoren nach
DE 2005 038 302.5-15 mit Zusatzanmeldungen
DE 10 2006 001 158.9 und
DE 10 2006 014 425 A1 technische Lösungen erfunden.
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Diese Brennstoffrotationskolbenmotor hat dem Stator (1) aus Segmenten-Teilen und gefederten Stirnplatten, welche einen geschlossene zylindrische Hohlraum (4) bilden, mit einem Rotationskolben (2), der koaxial und dreh fest mit der Antriebswelle (3) verbunden ist, koaxial in zylindrische Hohlraum (4) eingesetzt; die beide Arbeitsraume (11.01, 11.02) bilden, welche durch den Ringsegmenten-Spitze (2.01) den Rotationskolben (2) getrennt sind, zwischen Segmenten-Teilen laufenden Trennschieber (12 und 13), dabei eine Fernsteuerungssystem (23) in Vier-Takt-Arbeitsprozess, entsprechend der Drehbewegungsposition den Rotationskolben (2), führt die Trennschieber (12 und 13) in den Arbeitsraume (11.01, 11.02) ein, und ziehet sie zurück, teilt Arbeitsraume (11.01, 11.02) in die gleichzeitig sich vergrößernde und sich verkleinernde Arbeitskammern auf und betätigt die Brennstoffaufladungssystem (24).
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Die Vier-Takt-Arbeitsprozesse(-Takt 1, Ansaugen//Takt 2, Verdichten und Zünden//Takt 3, Verbrennen und Expandieren//Takt 4, Ausschieben) laufen gleichzeitig bei jede 180° Umdrehung des Rotationskolben (2) durchgehend.
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Nachteilig geblieben aber, dass für eine mögliche Blockierung des Motors durch Kollision des Rotationskolbenspitzen-Ringsegment (2.01 2.01') und Trennschieber (12, 13), mögliche Abplatten der Spitze vom Trennschieber und für den Schiebebewegungen den Trennschieber (12, 13) durch die Ausführungsmechanismen keine technische Lösung erfunden worden.
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Die Für der Beseitigung diesen Nachteile vorgeschlagene Motorkonzept der Erfindung nach Patentanmeldung
DE 10 2009 029 950 A1 sind folgende technische Lösungen und eine mathematische Grundlage für der Projektierung den Motorteile einen realisierbaren Brennstoffrotationskolbenmotor in der Patentanmeldung
DE 10 2010 019 555 A1 erfunden:
In diesem Brennstoffrotationskolbenmotor in den Ventilsegmenten (
6) des Stators (
1) sind mit Drehwinkelabstand (a) von Brennraumachse Trennschieber (
12,
12'), mit dem Drehwinkelabstand (b) von Brennraumachse Trennschieber (
13,
13'), mit dem Drehwinkelabstand (c) von Brennraumachse Einlassventile (
25,
25') und mit dem Drehwinkelabstand (d) von Brennraumachse Auslassventile (
28,
28') angeordnet, dabei Drehewinkel-Abstände (a, b, c, d) nach der Gleichungen (A, B, C, D), gerechnet sind, die Rotationskolben (
2) den Ringsegmenten (
2.01,
2.01') haben, welche der Außenkontur (
2.011) mit nach der Gleichung (E) gerechnete Umfangwinkel e haben, außerdem die Außenkonturen den Ringsegmenten (
2.02,
2.02') den Rotationskolben (
2) haben Absenkungen (
2.021) der Oberfläche vor Ringsegmenten (
2.01,
2.01'), welche durch Gleitungskonturen (
2.022) mit weitere Teilen Außenkonturen (
2.01,
2.01') verbunden sind, dabei Absenkungen (
2.021) Umfangwinkel g haben, der größer ist, als nach der Gleichung (G) gerechnet.
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Maßgebend für die Berechnung sind:
- – Maximale Drehzahl des Rotationskolben (2) n – in U/Min;
- – die Winkelgeschwindigkeit ω1 des Rotationskolben (2) – in °/Sec
- – Drehgeschwindigkeit ω2 des Rotationskolben (2) – in m/1°
- – Außenradius Rmax Ringsegmentes (2.01) Rotationskolben (2) – in m;
- – Außenradius Rmin Ringsegmentes (2.02) Rotationskolben (2) – in m;
- – Außenradius Rmax Ringsegmentes (2.01) Rotationskolben (2) – in m;
- – Außenradius Rmin Ringsegmentes (2.02) Rotationskolben (2) – in m;
- – Stärke t1 des Trennschiebers (12) – in m;
- – Stärke t2 des Trennschiebers (13) – in m;
- – Maß t3 des Ein/Auslassschlitze (16.01) des Brennraumes (16) – in m;
- – Einsatzzeit des Einschiebens des Trennschiebers (12, 13) – in Sec.
- – Maß t4 der Ein/Auslassöffnung (25.01, 28.01) Aus- und Einlassventile (25, 28) – in m;
- – Sicherheitszulage für den Trennschieber (12) – in °;
- – Sicherheitszulage für den Trennschieber (13) – in °;
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Um die Blockierung des Motors durch Kollision des Rotationskolbenspitze-Ringsegment (2.01; 2.01') und Trennschieber (12, 13) zu vermeiden, müssen die Trennschieber (12, 13) von der Fernsteuerungseinheit (23) rechtzeitig und Millisekunden schnell eingesetzt und zurückgezogen worden. Dabei soll auch Ein/Auslassschlitze (16.01) des Brennraumes (16) rechtzeitig geschlossen und nach dem Anzünden des Brennstoffes geöffnet. In diesem Brennstoffrotationskolbenmotor sind solche Bedienungen durch die Anwendung den Berechnungsergebnissen den Maß von Abstände (a, b, c, d) in Ventilsegment (6) zwischen Achsen Aus- und Einlassventile (25, 28) und Trennschieber (12, 13) bis Achse des Brennraumes und den Maß den Rotationskolbenspitze-Ringsegment (2.01) erfühlt. Dabei soll die Fernsteuerungseinheit (23) ungestört funktionieren. Von der Fernsteuerungseinheit (23) des Motors sind für den Schiebebewegungen den Trennschieber (12, 13), wie für solche Zweck gewöhnlich ist, als Ausführungsmechanismen die elektrische Zug- und Druckmagnete (12.02; 13.02) mit stabförmigen Anker (12.03; 13.03) benutzt, welche bei Stromrichtungswechsel der Anker (12.03; 13.03) und die Trennschieber (12, 13) bei Zugrichtung weg von Motorachse oder bei Druckrichtung zu Motorachse bewegen.
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Die Schiebeweg den Trennschiebern (12, 12') mit Hilfe den Justierungsscheiben (12.04, 13.04) an Stabankern (12.03, 13.03) den elektrischen Zug- und Druckmagneten (12.02, 13.02) so begrenzt sind, dass Trennschieberspitzen die Oberfläche den Absenkungen (2.021) an Ringsegmenten (2.02, 2.02') in Einsatzmoment (2) nicht erreichen. Bei weiteren Umdrehung des Rotationskolbens (2) gleiten Trennschieberspitzen auf Oberfläche den Ringsegmenten (2.02, 2.02') durch Gleitenskonturen (2.022,) an Außenkonturen (2.02, 2.02') mit R min, sind dabei mit der Druck den elektrischen Zug- und Druckmagneten (12.02, 13.02) belastet und bilden einen gasdichten Kontakt, mit welchem das Arbeitsraum (11) auf Arbeitskammer (14, 15) aufteilt worden.
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In dem Brennstoffrotationskolbenmotor sind die Stabanker (12.03; 13.03) mit eine Federung (12.04, 13.04) ausgerüstet, welche bei einem Stromausfall in der Fernsteuerungseinheit (23) die Stabanker (12.03, 13.03) in Zugrichtung bewegt und Trennschieber (12, 13) aus Arbeitsräume (11, 11') des Motors sofort ausziehet. Damit wird die Blockierung des Motors durch Kollision des Radsegmentes (2.01 2.01') und Trennschieber (12, 13) vermieden.
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Nachteilig aber geblieben ist das, dass für den Ausstoß der Treibgasen und Zufuhr den Brennstoffgemisch die Auslassventile und Einlassventile erforderlich sind und die große Schwingung der Drehkraft, welche veränderlichen vom Maximum bis Minimum Treibgasdruck an Druckfläche des Rotationskolben (2) in dem Brennraum des Motors bei dem Vier-Takt-Arbeitsprozess verursacht.
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Es besteht daher die technische Aufgabe neue Brennstoffrotationskolbenmotor auf Grundprinzip der Patentanmeldung
DE 10 2010 019 555 A1 ohne Auslassventile und Einlassventile und, um die Schwingung an der Arbeitswelle (
3) übertragenen Drehkraft zu minimieren, einen Motorenblock aus solche Motoren zu entwickeln.
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Diese Aufgabe ist in der Patentanmeldung
DE 10 2014 371.6 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 8. (
1) Aber in der Patentanmeldung
DE 10 2014 371.6 ist die technische Lösung nur in einem Variante mit Zweispitzenrotor beschrieben, welche das Potenzial der technische Lösung der Patentanmeldung
DE 10 2014 371.6 nicht voll darstellen. Hier ist, zusätzlich zur Patentanmeldung
DE 10 2014 371.6 , die Beschreibung dieser technischen Lösung für einige weitere Variante der Ausführung mit einem Mehrspitzenrotor (
2-2RS;
2-4RS;
2-8RS), welche an der Arbeitswelle (
3) übertragenen Drehkraft mehr Mal zu vergrößern und gleichzeitig die Schwingung zu minimieren ermöglichen. Der Laufgang eines Vierspitzenmotors ist in (
3) dargestellt.
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In neun Brennstoffrotationskolbenmotor der Patentanmeldung
DE 10 2014 371.6 besteht der Stator (
1) aus Seitensegmenten (
5) mit Auslasskanälen (
5.01) und Einlasskanälen (
5.02), Zentralsegmenten (
6) mit Brennräumen (
16), vor dem Zentralsegmenten angeordneten erste Trennschieber (
12), welche die Auslasskanal (
12.07) hat, und nach dem Zentralsegmenten angeordneten zweite Trennschieber (
13), welche die Einlasskanal (
13.07) hat. Dabei die Anzahl den Seitensegmenten (
5), Zentralsegmenten (
6) mit Brennräumen (
16), ersten Trennschieber (
12), und zweiten Trennschieber (
13) entspricht der Anzahl den Ringsegmenten
2.01 – den Spitzen den Rotationskolben (
2)
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Nach der Patentanmeldung
DE 10 2014 371.6 in Arbeitsraum ersten Trennschieber (
12), schließen die Auslasskanäle (
12.07) den Trennschieber (
12) und Auslasskanäle (
5.01) den Seitensemente (
5) in einen gemeinsame Auslasskanal zusammen und, nach der Einführung in Arbeitsraum zweiten Trennschieber (
13), schließen die Einlasskanäle (
13.07) den Trennschieber (
13) und Einlasskanäle (
1.01.02) Seitensemente (
1.01) zusammen in einen gemeinsame Einlasskanal.
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An die Gleiten-Flächen der den Zentralsegmenten (6) und Seitenelementen (5) sind die Dichtungsstreifen (6.01 und 5.03) in eine Staffel über ein anderen angeordnet, welche mit den gegenseitige zu Auslass- und Einlasskanälen Gleiten-Flächen (12.06 und 13.06) den ersten sowie zweiten Trennschieber (12 und 13) kontaktieren und ein gasdichtende Kontakt sichern. Die Auslasskanäle sind und die Einlasskanälen den Seitensegmenten zu einen Abgas-Rohr und einen Zuluft-Rohr angeschlossen. Die Seitensegmenten (5) sind identisch und gegen ein anderen gespiegelt in dem Stator (1) angeordnet sind.
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Nach der Patentanmeldung
DE 10 2014 371.6 hier ist neue mathematische Grundlage erfunden für der Projektierung den Motorteile des Brennstoffrotationskolbenmotors – den Seitensegmenten (
5), Zentralsegmenten (
6) mit Brennräumen (
16), ersten Trennschieber (
12), und zweiten Trennschieber (
13a und
13b) entsprechen den Anzahl den Spitzen den Rotationskolben (
2) – den Ringsegmenten (
2.01) – als die Berechnung von maßgebende Winkelabstände (a, b, c, d, e, g). In dem Brennstoffrotationskolbenmotor nach der Patentanmeldung
DE 10 2014 371.6 zwischen den Zentralsegmenten (
6) mit dem Maß (c) und Seitenelementen (
5) Maß (d) zusammengestellten Stator (
1) angeordnet sind mit Drehwinkelabstand (a) vom Brennraumachse erste Trennschieber (
12) und mit dem Drehwinkelabstand (b) vom Brennraumachse zweite Trennschieber (
13). Drehwinkelabständen (a, b, c, d) sind gerechnet nach der Gleichungen (A, B, C, D). Die Rotationskolben (
2) haben den Ringsegmenten (
2.01), der Außenkontur (
2.011) welche ist nach der Gleichung (E) gerechnete Umfangwinkel (e) zu berechnen, außerdem die Außenkonturen den Ringsegmenten (
2.02) den Rotationskolben (
2) haben Absenkungen (
2.021) der Oberfläche vor Ringsegmenten (
2.01), welche durch Gleitenskonturen (
2.022) mit weitere Teilen Außenkonturen (
2.01) verbunden sind, dabei Absenkungen (
2.021) Umfangwinkel (g) haben, der größer ist, als nach der Gleichung (G) gerechnet wird. (
4)
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Maßgebend für die Berechnung sind:
- – Maximale Drehzahl des Rotationskolben (2) n – in U/Min;
- – die Winkelgeschwindigkeit ω1 des Rotationskolben (2) – in °/Sec
- – Drehgeschwindigkeit ω2 des Rotationskolben (2) – in m/1°
- – Außenradius R max Ringsegmentes (2.01) Rotationskolben (2) – in m;
- – Außenradius Rmin Ringsegmentes (2.02) Rotationskolben (2) – in m;
- – Außenradius Rmax Ringsegmentes (2.01) Rotationskolben (2) – in m;
- – Außenradius Rmin Ringsegmentes (2.02) Rotationskolben (2) – in m;
- – Stärke t1 des Trennschiebers (12) – in m;
- – Stärke t2 des Trennschiebers (13) – in m;
- – Einsatzzeit des Einschiebens des Trennschiebers (12, 13) – in Sec.
- – Anzahl den Ringsegmenten (2.01) Rotationskolben (2) – S
- – Sicherheitszulage für den Trennschieber (12) – in °;
- – Sicherheitszulage für den Trennschieber (13) – in °;
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Um die Blockierung des Motors durch Kollision des Rotationskolbenspitze- Ringsegment (2.01) und Trennschieber (12, 13) zu vermeiden, müssen die Trennschieber (12, 13) von der Fernsteuerungseinheit (23) rechtzeitig und Millisekunden schnell eingesetzt und zurückgezogen worden. Dabei soll auch Ein/Auslassschlitze (16.01) des Brennraumes (16) rechtzeitig geschlossen und nach dem Anzünden des Brennstoffes geöffnet. Dafür soll die Fernsteuerungseinheit (23) ungestört funktionieren.
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Die Vier-Takt-Arbeitsprozesse(-Takt 1, Ansaugen//Takt 2, Verdichten und Zünden//Takt 3, Verbrennen und Expandieren//Takt 4, Ausschieben) laufen gleichzeitig durch bei jede 180° Umdrehung des Rotationskolben (2) bei Zweispitzenrotor (2-2Sp) und bei Vierspitzenrotor (2-4Sp) – bei jede 90° Umdrehung des Rotationskolben (2). Dadurch ist die Drehkraft des Motors verdoppelt und die Schwingung halbiert. Für die Großdimension-Motoren, mit z. B. Achtspitzenrotor (2-8Sp), laufen die Vier-Takt-Arbeitsprozesse gleichzeitig durch schon bei jedem 45° Umdrehungen des Rotationskolbens (2). Dabei ist die Drehkraft des Motors um 4 Mal größer als bei Zweispitzenrotor und die Schwingung entsprechend gemindert.
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Es ist möglich und sinnvoll auch die Motoren mit Vierspitzenrotor sowie Sechsspitzenrotor und Achtspitzenrotor in einem Motorenblock, wie es in dem Patentanmeldung
DE 10 2014 371.6 beschrieben ist zusammenkoppeln und damit der Drehkraft vergrößern sowie die Schwingung entsprechend zu mindern. Dabei es ist Nötig der erforderliche Zugang zu den Teilen des Motors, welche die Wartung und Prüfung brauchen, entsprechend der Verwendung des Motorblocks wie folgt zu sichern:
- – Motorenblocke aus Motoren mit Zweispitzenrotor für das Auto, oder Kraftblock einen mobilen Elektrostation sind mit waagerechte Arbeitswelle und waagerechte Achse Arbeitswelle zu gestalten (5);
- – Motorenblocke aus Motoren mit Vierspitzenrotor sowie Achtspitzenrotor entsprechend der Verwendung als Schiffskraftblock sind mit senkrechte Arbeitswelle zu gestalten (6);
- – Motorenblocke aus Motoren mit Vierspitzenrotor als Kraftblock für Luftfahrzeuge sind mit senkrechte Arbeitswelle für den Hubschrauber und waagerechte Arbeitswelle für eine Propellermaschine zu gestatten (7)
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Dazu zeigen:,
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1 der Brennstoffrotationsmotor mit Zweispitzenrotor im Startposition im Querschnitt,
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2 Die Brennstoffrotationsmotoren mit Zwei-(2RS); Vier-(4RS); Acht-((RS) Ringsegmenten(2.01)-Spitzen-Rotor im Querschnitt
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3 Der Laufgang eines Motors mit Vier-Ringsegmenten-Spitzen-Rotor
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4 Zeichnungen zum Grundlage der Massenberechnung der Brennstoffrotationsmotor
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5 Motorenblock aus Motoren mit Zwei-Ringsegmenten-Spitzen-Rotor mit waagerechte Arbeitswelle und waagerechte Achse für das Auto, oder Kraftblock einen mobilen Elektrostation
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6 Motorenblock aus Motoren mit Acht-Ringsegmenten-Spitzen-Rotor mit senkrechter Arbeitswelle als Schiffskraftblock
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7 Motorenblock aus Motoren mit Vier- Ringsegmenten-Spitzen-Rotor entsprechend der Verwendung als Kraftblock für Luftfahrzeuge – mit senkrechter Arbeitswelle einen Hubschrauber und mit waagerechte Arbeitswelle für eine Propellermaschine
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8 Motorenblock aus Motoren mit Vier- Ringsegmenten-Spitzen-Rotor entsprechend der Verwendung als Kraftblock für Luftfahrzeuge – mit und mit waagerechte Arbeitswelle für eine Propellermaschine
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Brennstoffrotationskolbenmotor besteht in Wesentlichen aus dem Stator (1) mit Segmenten-Teilen und gefederten Stirnplatten, welche einen geschlossene zylindrische Hohlraum (4) bilden, einem Rotationskolben (2), der koaxial und dreh fest mit der Antriebswelle (3) verbunden ist, koaxial in zylindrische Hohlraum (4) eingesetzt; die beide Arbeitsraume (11.01, 11.02) bilden, welche durch den Spitze den Rotationskolben (2) getrennt sind, zwischen Segmenten-Teilen laufenden Trennschieber (12 und 13), dabei eine Fernsteuerungssystem (23) in Vier-Takt-Arbeitsprozess, entsprechend der Drehbewegungsposition den Rotationskolben (2), schiebt die Trennschieber (12 und 13) in den Arbeitsraume (11.01, 11.02) ein, und ziehet sie zurück, teilt Arbeitsraume (11.01, 11.02) in die gleichzeitig sich vergrößernde und sich verkleinernde Arbeitskammern auf und betätigt die Brennstoffaufladungssystem (24). Den Stator (1) besteht aus Seitensegmenten (5) mit Auslasskanälen (5.01) und Einlasskanälen (5.02), Zentralsegmenten (6) mit Brennräumen (16) besteht, erste Trennschieber (12), die Auslasskanälen (12.07) haben, und zweite Trennschieber (13a und 13b), die Einlasskanälen (13.07) haben, dabei, nach der Einführung in Arbeitsraum ersten Trennschieber (12), schließen die Auslasskanäle (12.07) den Trennschieber (12) und Auslasskanäle (5.01) den Seitensemente (5) in einen gemeinsame Auslasskanal zusammen und, nach der Einführung in Arbeitsraum zweiten Trennschieber (13), schließen die Einlasskanäle (13.07) den Trennschieber (13) und Einlasskanäle (5.02) Seitensemente (5) zusammen in einen gemeinsame Einlasskanal und nach dem Ausziehen aus Arbeitsraum ersten Trennschieber (12), schließen den Trennschieber (12) die Auslasskanäle (5.01) den Seitensemente (5) und, nach dem Ausziehen aus Arbeitsraum zweiten Trennschieber (13), schließen den Trennschieber (13) die Einlasskanäle (5.02) Seitensemente (5). Anzahl den Seitensegmenten (5), Zentralsegmenten (6) mit Brennräumen (16), ersten Trennschieber (12), und zweiten Trennschieber (13) entsprechen den Anzahl) den Ringsegmenten 2.01 – den Spitzen den Rotationskolben (2) Von der Fernsteuerungseinheit (23) des Motors sind für den Schiebebewegungen den Trennschieber (12, 13), wie für solche Zweck gewöhnlich ist, als Ausführungsmechanismen die elektrische Zug- und Druckmagnete (12.02; 13.02) mit stabförmigen Anker (12.03; 13.03) benutzt, welche bei Stromrichtungswechsel der Anker (12.03; 13.03) und die Trennschieber (12, 13) bei Zugrichtung weg von Motorachse oder bei Druckrichtung zu Motorachse bewegen. Die Schiebeweg den Trennschiebern (12, 12') mit Hilfe den Justierungsscheiben (12.04, 13.04) an Stabankern (12.03, 13.03) den elektrischen Zug- und Druckmagneten (12.02, 13.02) so begrenzt sind, dass Trennschieberspitzen die Oberfläche den Absenkungen (2.021) an Ringsegmenten (2.02, 2.02') in Einsatzmoment (2) nicht erreichen.
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Um die Drehkraft zu vergrößern und die Schwingung des Drehmomentes zu minimieren, sind zwei oder mehrere Motoren in einem Motorenblock an eine gemeinsame Antriebswelle (25) zusammengebaut. Dabei laufen bei jeder Umdrehung des Rotationskolbens (2) durchgehend in jedem Motor für einen Motorenblock zusammen gekoppelte Motoren gleichzeitig, unabhängig von ein anderen und mit Zeitversatz die Vier-Takt-Arbeitsprozesse(-Takt 1, Ansaugen//Takt 2, Verdichten und Zünden//Takt 3, Verbrennen und Expandieren//Takt 4, Ausschieben).
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Da in neuen Brennstoffrotationskolben–Motorblock die Auslassventile (25) und die Einlassventile (28) alle Motoren in eine Rehe und in eine Linie stehen, ist die Anschließung durch Abgaskollektoren (27) und Einlasskollektoren (29) zur konventionelle Abgasreinigungssystem (28) und zur konventionelle Turbolader (30) problemlos realisierbar. Die Übertragung der Drehzahl von der Antriebswelle (25) des Motorenblocks an der Arbeitswelle des Autos, einen mobilen Elektrostation, eines Schiffes oder eines Luftfahrzeuge erfolgt durch eine speziell für jede Maschine nach konventioneller Technik entwickelte Getriebe (33). Dabei, um der erforderliche Zugang zu den Teilen des Motors, welche die Wartung und Prüfung brauchen, entsprechend der Verwendung des Motorblocks wie folgt zu sichern, sind folgende konstruktive Lösungen vorgesehen:
- – Motorenblocke aus Motoren mit Zwei-Ringsegmenten-Spitzen-Rotor für das Auto, oder Kraftblock einen mobilen Elektrostation sind mit waagerechte Antriebswelle (25) und waagerechte Achse Antriebswelle gestalten;
- – Motorenblocke aus Motoren mit Vier-Ringsegmenten-Spitzen-Rotor sowie Achtspitzenrotor entsprechend der Verwendung als Schiffskraftblock sind mit senkrechte Antriebswelle (25) gestalten
- – Motorenblocke aus Motoren mit Vier- Ringsegmenten-Spitzen-Rotor als Kraftblock für Luftfahrzeuge sind mit senkrechter Antriebswelle (25) für den Hubschrauber und waagerechte Arbeitswelle für eine Propellermaschine gestalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stator
- 2
- Rotationskolben
- 2.01
- Radsegmenten-Spitzen mit Außenradius Rmax
- 2.011
- Außenkontur Radsegmenten 2.01 mit Außenradius Rmax
- 2.012
- Gleitensfläche des Radsegmenten 2.01
- 2.02
- Radsegmenten mit Außenradius Rmin
- 2.021
- Absenkung in Außenkontur Radsegmenten mit Außenradius Rmin
- 2.022
- Gleitenskontur an Radsegmenten 2.02 von 2.03 zu 2.02
- 2.023
- Radspeichen
- 3
- Antriebswelle
- 4
- zylindrischer Hohlraum der Stator
- 5
- Seitensegment
- 5.01
- Auslasskanälen
- 5.02
- Einlasskanälen
- 5.03
- Dichtungsstreifen
- 6
- Zentralsegmenten (6) mit Brennräumen (16),
- 6.01
- Dichtungsstreifen
- 7
- erste Stirnplatte
- 8
- zweite Stirnplatte
- 9
- gefederte Druckplatte
- 10
- Kühlelemente
- 11
- Arbeitsraum des Motors
- 11.01
- Arbeitsraum von 0 bis 180°
- 11.02
- Arbeitsraum von 180° bis 360°
- 12
- Erster Trennschieber
- 12.01
- Dichtungsfläche an Trennschieberspitze
- 12.02
- Elektrische Zug-Druckmagnete
- 12.03
- Stabanker
- 12.04
- Justierungsscheibe
- 12.05
- Druckfederung
- 12.06
- Gleitensschlitze
- 12.07
- Auslasskanal
- 12.08
- Gleitingsflächen
- 13.07
- Einlasskanal
- 13.08
- Gleitungsflächen
- 13
- Zweiter Trennschieber
- 13.01
- Dichtungsfläche an Trennschieberspitze
- 13.03
- Elektrische Zug-Druckmagnete
- 13.03
- Stabanker
- 13.04
- Justierungsscheibe
- 13.05
- Druckfederung
- 13.06
- Gleitungsschlitze
- 13.07
- Einlasskanal
- 13.08
- Gleitungsflächen
- 14
- Sich vergrößerte Arbeitskammer
- 15
- Sich verkleinerte Arbeitskammer
- 16
- Brennraum
- 16.01
- Ein/Auslassschlitze
- 17
- Zündkerzen
- 18
- Zündleitung
- 19
- Steuerleitung
- 20
- Steuerleitung
- 21
- Steuerleitung
- 22
- Steuerleitung
- 23
- Fernsteuerungseinheit
- 24
- Hochdruckeinspritzsystem der Brennstoffaufladung
- 24.01
- Einspritzdüse gefederter Dichtstreifen
- 25
- Der gemeinsamen Antriebswelle des Motorenblocks
- 25.01
- Verbindungsflanschen zwischen Antriebswellen (3)
- 26
- Brennstoffrotationskolbenmotoren in Motorenblock
- 26.01
- Motor (26 + 0°)
- 26.02
- Motor (26 + 450°)
- 26.03
- Motor (26 + 90°)
- 27
- Abgaskollektoren
- 27.01
- Abgaskollektor aus Arbeitsraum 11.01
- 27.02
- Abgaskollektor aus Arbeitsraum 11.01
- 28.
- Konventionelle Abgasreinigungssystem
- 29
- Einlasskollektoren
- 29.01
- Einlasskollektor aus Arbeitsraum 11.01
- 29.02
- Einlasskollektor aus Arbeitsraum 11.01
- 30
- Konventionelle Turbolader
- 31
- Gemeinsame Fernsteuersystem
- 32
- Elektrische Anlasser
- 33
- Getriebe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10361618 A1 [0010]
- DE 10308831 B3 [0010]
- WO 1996022453 [0012]
- DE 4225300 A1 [0013]
- DE 2005038302 [0015, 0018]
- DE 102006001158 [0015, 0018]
- DE 102006014425 A1 [0015, 0018]
- DE 102009029950 A1 [0018, 0022]
- DE 102010019555 A1 [0022, 0028]
- DE 102014371 [0029, 0029, 0029, 0029, 0030, 0031, 0033, 0033, 0037]