DE102020125319B3 - Rotary piston engine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotationskolbenmotor für Kraft- und Nutzfahrzeuge mit einem in einem Gehäuse (2) rotierenden, mittels eines expandierenden Arbeitsgases (15) angetriebenen Rotationskolben (1), der einen oder mehrere durchgehende Durchströmkanäle (5) aufweist, die in ihrem jeweiligen Ausströmbereich (5.2) bogenförmig entgegen der Rotationsrichtung (1.2) des Rotationskolbens (1) gekrümmt sind. Der Rotationskolbenmotor eignet sich als gasbetriebener, insbesondere als wasserstoffbetriebener Energieerzeuger für die Reichweitenverlängerung von elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugen.The invention relates to a rotary piston engine for motor vehicles and utility vehicles with a rotary piston (1) rotating in a housing (2), driven by an expanding working gas (15), which has one or more continuous through-flow channels (5) which in their respective outflow area ( 5.2) are arcuately curved against the direction of rotation (1.2) of the rotary piston (1). The rotary piston engine is suitable as a gas-powered, in particular as a hydrogen-powered, energy generator for extending the range of vehicles driven by electric motors.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotationskolbenmotor für Kraft- und Nutzfahrzeuge mit einem in einem Gehäuse rotierenden, kreiszylinderförmigen Rotationskolben. Der Rotationskolbenmotor eignet sich insbesondere als gasbetriebener Energieerzeuger zur Reichweitenverlängerung von batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen.The invention relates to a rotary piston engine for motor vehicles and utility vehicles with a circular cylinder-shaped rotary piston rotating in a housing. The rotary piston engine is particularly suitable as a gas-powered energy generator to extend the range of battery-powered electric vehicles.

Rotationskolbenmotoren besitzen aufgrund ihrer - gegenüber Hubkolbenmotoren - geringeren Zahl bewegter Teile eine kompakte, robuste Bauweise und - damit verbunden - eine geringes Leistungsgewicht. Sie zeichnen sich zudem durch ihre im Regelfall hohe Laufruhe aus.Due to their lower number of moving parts compared to reciprocating piston engines, rotary piston engines have a compact, robust design and - associated with this - a low power-to-weight ratio. They are also characterized by their generally extremely smooth running.

Eine praxisbekannte Ausführung von Rotationskolbenmotoren ist der Wankelmotor, der sich jedoch aufgrund seiner Fertigungs-, Wirkungsgrad- und Abgasnachteile gegenüber den Hubkolbenmotoren bislang lediglich in Nischenanwendungen durchgesetzt hat.A well-known version of rotary piston engines is the Wankel engine, which, however, has only prevailed in niche applications due to its manufacturing, efficiency and exhaust gas disadvantages compared to reciprocating engines.

Daneben sind eine Reihe weiterer Rotationskolbenmotoren - vielfach nur theoretisch - bekannt. Einen Überblick einer Reihe vorgeschlagener Bauformen von Rotationskolbenmotoren gibt WO 2019/110611 A1 . Einige der hierin offenbarten Rotationskolbenmotoren besitzen kreiszylinderförmige Rotationskolben, d. h. Rotationskolben mit der Grundform eines Kreises im Querschnitt. Bekannt ist u. a. auch aus DE 10 2011 109 966 A1 , die Rotationskolben mit Ausnehmungen, beispielsweise Viertelkreisausschnitten, Halbkreisausschnitten oder sichelförmigen Ausschnitten, zu versehen.In addition, a number of other rotary piston engines are known - in many cases only theoretically. An overview of a number of proposed designs of rotary piston engines is given WO 2019/110611 A1 . Some of the rotary piston engines disclosed herein have circular cylindrical rotary pistons, ie rotary pistons with the basic shape of a circle in cross section. Is also known from DE 10 2011 109 966 A1 to provide the rotary pistons with recesses, for example quarter-circle cutouts, semicircle cutouts or sickle-shaped cutouts.

DE 75 05 718 U offenbart einen Kreiskolbenmotor mit mindestens einer im rotierenden Kolben angeordneten Brenn- oder Vergasungskammer. Im Ausströmbereich der Brenn- bzw. Vergasungskammer findet einer Strömungsumlenkung statt, die den Kreiskolben in Rotation versetzt. DE 75 05 718 U discloses a rotary piston engine with at least one combustion or gasification chamber arranged in the rotating piston. A flow deflection takes place in the outflow area of the combustion or gasification chamber, which sets the rotary piston in rotation.

Nachteilig bei den bekannten Rotationskolbenmotoren sind jedoch die Abdichtung zwischen dem Rotationskolben und dem umschließenden Gehäuse bzw. die aufgrund mangelhafter Abdichtung auftretenden Dichtungsverluste. Zudem sind die Ladungswechsel häufig kompliziert. Dies führt letztlich dazu, dass die Rotationskolbenmotoren trotz einfacher Bauweise bei Betrieb fehleranfällig reagieren.Disadvantages of the known rotary piston engines, however, are the sealing between the rotary piston and the enclosing housing and the sealing losses that occur due to poor sealing. In addition, the gas exchange is often complicated. Ultimately, this leads to the fact that the rotary piston engines react prone to errors during operation, despite their simple construction.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Rotationskolbenmotor mit verminderter Empfindlichkeit gegenüber Dichtungsverlusten bereitzustellen. Zudem soll der Rotationskolbenmotor einen einfachen Ladungswechsel ermöglichen.The object of the invention is therefore to provide a rotary piston engine with reduced sensitivity to sealing losses. In addition, the rotary piston engine should enable a simple gas exchange.

Diese Aufgabe wird mit einem Rotationskolbenmotor mit den kennzeichnenden Merkmalen nach dem Anspruch 1 gelöst; zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 aufgeführt.This object is achieved with a rotary piston engine with the characterizing features of claim 1; Expedient developments of the invention are listed in claims 2 to 10.

Der Rotationskolbenmotor nach Maßgabe der Erfindung umfasst ein Gehäuse und einen darin rotierbar gelagerten Rotationskolben, der bei bestimmungsgemäßem Gebrauch in einer vorgegebenen Rotationsrichtung um eine Rotationsachse rotiert. Der Rotationskolben besitzt die Grundform eines Kreiszylinders bzw. im Querschnitt die Grundform eines Kreises. Das Gehäuse umschließt den Rotationskolben, wobei zwischen dem Mantel des Rotationskolbens und der an den Mantel des Rotationskolbens angrenzenden Oberfläche des Gehäuses ein Laufspalt ausgebildet bzw. voreingestellt ist. Der Laufspalt fungiert gleichzeitig als Dichtspalt zwischen dem Gehäuse und dem Rotationskolben. Am Mantel des Rotationskolbens können zusätzlich Dichtungen, zum Beispiel in Form von Dichtlippen oder Dichtfins, angebracht sein, die den Lauf- bzw. Dichtspalt im Bereich dieser Dichtungen lokal verengen.The rotary piston engine according to the invention comprises a housing and a rotary piston rotatably mounted therein which, when used as intended, rotates in a predetermined direction of rotation about an axis of rotation. The rotary piston has the basic shape of a circular cylinder or, in cross section, the basic shape of a circle. The housing encloses the rotary piston, a running gap being formed or preset between the jacket of the rotary piston and the surface of the housing adjoining the jacket of the rotary piston. The running gap also functions as a sealing gap between the housing and the rotary piston. Additional seals, for example in the form of sealing lips or sealing fins, can be attached to the casing of the rotary piston, which locally narrow the running or sealing gap in the area of these seals.

Des Weiteren umfasst der Rotationskolbenmotor eine Zündkammer, in die Kraftstoff und Luft zuführbar sind, wobei sich der Kraftstoff und die Luft vor der Zuführung in die Zündkammer oder innerhalb der Zündkammer unter Bildung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches mischen. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird in der Zündkammer mittels eines Zünders, vorzugsweise mit einer Zündkerze, gezündet. Hierbei kommt es infolge der explosionsartigen Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches zur Ausbildung eines expandierenden Arbeitsgases in der Zündkammer. Das Arbeitsgas wird zum Antrieb des Rotationskolbens über einen Einlass im Gehäuse aus der Zündkammer zugeführt und danach als Abgas vom Rotationskolben über einen Auslass im Gehäuse abgeführt.Furthermore, the rotary piston engine comprises an ignition chamber into which fuel and air can be fed, the fuel and the air mixing before being fed into the ignition chamber or within the ignition chamber to form a fuel-air mixture. The fuel-air mixture is ignited in the ignition chamber by means of an igniter, preferably with a spark plug. As a result of the explosive combustion of the fuel-air mixture, an expanding working gas forms in the ignition chamber. To drive the rotary piston, the working gas is supplied from the ignition chamber via an inlet in the housing and then discharged as exhaust gas from the rotary piston via an outlet in the housing.

Erfindungsgemäß weist der Rotationskolben mindestens einen durchgehenden Durchströmkanal auf, der seinerseits einen Einströmbereich und einen Ausströmbereich besitzt. Bei bestimmungsgemäßem Einsatz strömt das Arbeitsgas vom Einströmbereich zum Ausströmbereich des Durchströmkanals. Die in der Mantelfläche des Rotationskolbens im Einströmbereich liegende Öffnung des Durchströmkanals wird als Einströmöffnung und die im Ausströmbereich liegende Öffnung wird als Ausströmöffnung bezeichnet.According to the invention, the rotary piston has at least one continuous through-flow channel, which in turn has an inflow area and an outflow area. When used as intended, the working gas flows from the inflow area to the outflow area of the through-flow channel. The opening of the throughflow channel located in the outer surface of the rotary piston in the inflow area is referred to as the inflow opening and the opening located in the outflow area is referred to as the outflow opening.

Der Durchströmkanal verläuft quer zur Rotationsachse des Rotationskolbens und ist von dieser beabstandet, d. h., der Durchströmkanal durchdringt den Rotationskolben ohne die Rotationsachse berührend zu kreuzen. Im Ausströmbereich ist der Durchströmkanal entgegen der Rotationsrichtung des Rotationskolbens bogenförmig gekrümmt bzw. weist einen Teilbereich mit einer bogenförmigen Krümmung auf.The through-flow channel runs transversely to the axis of rotation of the rotary piston and is spaced from it, that is to say, the through-flow channel penetrates the rotary piston without touching the axis of rotation. In the outflow area, the throughflow channel is curved or has an arcuate shape counter to the direction of rotation of the rotary piston a portion with an arcuate curvature.

Der Durchströmkanal durchschneidet den Körper des Rotationskolbens bis zur Krümmung im Ausströmbereich vorzugsweise auf einer geraden, sich im Wesentlichen tangential orientierenden Bahn, also auf einer Bahn, die mit Abstand zur Rotationsachse, parallel zu einer Radiallinie des Rotationskolbens liegt. Nach der Krümmung besitzt der Durchströmkanal ein weiteres, auf einer im Wesentlichen geraden Bahn verlaufendes Teilstück.The through-flow channel cuts through the body of the rotary piston up to the curve in the outflow area, preferably on a straight, essentially tangentially oriented path, i.e. on a path that is at a distance from the axis of rotation, parallel to a radial line of the rotary piston. After the curve, the through-flow channel has a further section running on an essentially straight path.

Dieser Bahnverlauf und die Krümmung des Durchströmkanals können anhand einer kanalmittig liegenden Bahnlinie charakterisiert werden. Den ersten Teilabschnitt der Bahnlinie bildet der gerade Bereich von der Einströmöffnung bis zur Krümmung; den zweiten Teilabschnitt der Bahnlinie bildet der gerade Bereich nach der Krümmung bis zur Austrittsöffnung. Als Krümmungswinkel wird der gerichtete Winkel von dem gedanklich über die Krümmung hinaus verlängerten ersten Teilabschnitt der Bahnlinie hin zum zweiten Teilabschnitt der Bahnlinie bezeichnet. Dieser von der gedachten Verlängerung des ersten Teilabschnitts der Bahnlinie und dem zweiten Teilabschnitt der Bahnlinie eingeschlossene Krümmungswinkel liegt vorzugsweise im Bereich von 30° bis 105°, insbesondere im Bereich von 45° bis 90°. Die Krümmungsrichtung orientiert sich entsprechend der Richtung des Krümmungswinkels von der gedachten Verlängerung des ersten Teilabschnitts der Bahnlinie hin zum zweiten Teilabschnitt der Bahnlinie, also entgegen der Rotationsrichtung des Rotationskolbens.This path course and the curvature of the flow channel can be characterized using a path line located in the middle of the channel. The straight area from the inflow opening to the curve forms the first section of the railway line; the second section of the railway line is formed by the straight area after the curve up to the outlet opening. The angle of curvature is referred to as the directed angle from the first section of the railway line, which is conceptually extended beyond the curvature, to the second section of the railway line. This angle of curvature enclosed by the imaginary extension of the first section of the railway line and the second section of the railway line is preferably in the range from 30 ° to 105 °, in particular in the range from 45 ° to 90 °. The direction of curvature is oriented in accordance with the direction of the angle of curvature from the imaginary extension of the first section of the track to the second section of the track, that is, counter to the direction of rotation of the rotary piston.

Zum Betreiben des Rotationskolbenmotors werden Luft und Kraftstoff in die Brennkammer zugeführt. In der verschlossenen Brennkammer wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet, wobei sich das expandierende Arbeitsgas bildet. Dieses wird über den Einlass so auf den Rotationskolben geleitet, dass es den Durchströmkanal während der Expansion durchströmt. Das infolge der Strömungsumlenkung im gekrümmten Ausströmbereich mit einer Tangentialströmungskomponente aus der Ausströmöffnung strömende Arbeitsgas übt auf den Rotationskolben eine in Umfangsrichtung angreifende Kraft aus und treibt somit den Rotationskolbenmotor an. Nach Abschluss der Durchströmung des Durchströmkanals werden der Zündkammer wieder Luft und Kraftstoff, ggf. zu unterschiedlichen Zeitpunkten, zugeführt, die Zündkammer wieder verschlossen und das Kraftstoff-Luft-Gemisch erneut gezündet. Dieser Zyklus bzw. Ladungswechsel wiederholt sich vorwährend.To operate the rotary piston engine, air and fuel are fed into the combustion chamber. The fuel-air mixture is ignited in the closed combustion chamber, and the expanding working gas is formed. This is directed to the rotary piston via the inlet in such a way that it flows through the flow channel during expansion. The working gas flowing out of the outflow opening with a tangential flow component as a result of the flow deflection in the curved outflow area exerts a force acting in the circumferential direction on the rotary piston and thus drives the rotary piston motor. After the flow through the flow channel has ended, air and fuel are again supplied to the ignition chamber, possibly at different times, the ignition chamber is closed again and the fuel-air mixture is ignited again. This cycle or charge change is repeated forwards.

Die erzeugte mechanische Leistung kann über eine an den Rotationskolben angebrachte Welle abgegriffen und einem Verbraucher, beispielsweise dem Antrieb eines Kraft- oder Nutzfahrzeugs oder einem elektrischen Generator, zugeleitet werden. Aufgrund seiner kompakten, bauraumsparenden Bauweise eignet sich der Rotationskolbenmotor in Verbindung mit einem Generator vor allem zur Erzeugung elektrischer Energie in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, insbesondere zur Reichweitenverlängerung von batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen.The generated mechanical power can be tapped via a shaft attached to the rotary piston and fed to a consumer, for example the drive of a motor vehicle or utility vehicle or an electrical generator. Due to its compact, space-saving design, the rotary piston engine in conjunction with a generator is particularly suitable for generating electrical energy in electrically powered vehicles, in particular for extending the range of battery-powered electric vehicles.

Vorzugsweise wird der Rotationskolbenmotor mit einem (brennbaren) Gas als Kraftstoff, insbesondere mit Wasserstoff, betrieben.The rotary piston engine is preferably operated with a (combustible) gas as fuel, in particular with hydrogen.

Einer der Vorteile des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors besteht in der effizienten Energieumwandlung. Das in der Zündkammer explosionsartig verbrennende Kraftstoff-Luft-Gemisch breitet sich als Arbeitsgas mit hoher Geschwindigkeit aus, wird jedoch noch während der Ausbreitung in den Durchströmkanal abgeleitet. An dessen Ausströmbereich wird die Energie des strömenden Arbeitsgases unmittelbar in mechanische Rotationsenergie gewandelt.One of the advantages of the rotary piston engine according to the invention is its efficient energy conversion. The fuel-air mixture, which burns explosively in the ignition chamber, spreads as working gas at high speed, but is diverted into the flow channel during the spreading. At its outflow area, the energy of the flowing working gas is converted directly into mechanical rotational energy.

Da die Ausbreitung des Arbeitsgases infolge des offenen Durchströmkanals nicht blockiert ist, kommt es in der Zündkammer bzw. am Einlass zu keinem so starken Druckanstieg, wie er bei Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches in einem abgeschlossenen Raum auftritt. Neben- bzw. Seitenströmungen über den Lauf- bzw. Dichtspalt treten daher nur in vernachlässigbarem Umfang auf. Der Rotationskolbenmotor ist infolge seiner Bau- und Funktionsweise insofern inhärent unempfindlich gegenüber Dichtungsverlusten.Since the spread of the working gas is not blocked as a result of the open through-flow channel, the pressure in the ignition chamber or at the inlet does not increase as much as occurs when a fuel-air mixture is burned in an enclosed space. Side or side flows over the running or sealing gap therefore occur only to a negligible extent. The rotary piston engine is inherently insensitive to sealing losses due to its construction and mode of operation.

Der vorgeschlagene Rotationskolbenmotor zeichnet sich zudem durch einen verbesserten Ladungswechsel aus, da die Gase gerichtet durch die Komponenten des Rotationskolbenmotors strömen und allenfalls geringe mit Energieverlusten verbundene Verweilzeiten auftreten.The proposed rotary piston engine is also characterized by an improved charge exchange, since the gases flow in a directed manner through the components of the rotary piston engine and, at best, short dwell times associated with energy losses occur.

Gemäß einer Ausgestaltung des Rotationskolbenmotors weist der Rotationskolben eine oder mehrere Wuchtausgleichsausnehmungen auf. Diese ist bzw. sind zum Beispiel in grundsätzlich bekannter Weise an Positionen des Kolbenquerschnitts angeordnet, die dem Durchströmkanal gegenüberliegen. Die Wuchtausgleichsausnehmungen sind hierbei so in den Körper des Rotationskolbens eingebracht, dass die umfängliche Mantelfläche des Rotationskolbens an den Positionen der Wuchtausgleichausnehmungen undurchbrochen bzw. geschlossen bleibt. Die Wuchtausgleichsausnehmungen können beispielsweise parallel zur Rotationsachse verlaufende Bohrungen sein. Zweckdienlich ist die Einbringung von Wuchtausgleichsausnehmungen in den Rotationskolben besonders bei einer Ausführung des Rotationskolbens mit nur einem einzelnen Durchströmkanal.According to one embodiment of the rotary piston engine, the rotary piston has one or more balancing recesses. This is or are arranged, for example, in a basically known manner at positions of the piston cross-section which are opposite the through-flow channel. The balancing recesses are introduced into the body of the rotary piston in such a way that the circumferential surface of the rotary piston remains uninterrupted or closed at the positions of the balancing recesses. The balancing recesses can, for example, be bores running parallel to the axis of rotation. It is expedient to make balancing recesses in the rotary piston, particularly when the rotary piston is designed with only a single through-flow channel.

Vorzugsweise weist der Rotationskolben mindestens zwei der Durchströmkanäle auf, die formgleich ausgebildet und rotationssymmetrisch zur Rotationsachse des Rotationskolbens angeordnet sind. In dieser Ausbildung ist der Rotationskolben bereits weitestgehend ausgewuchtet.The rotary piston preferably has at least two of the through-flow channels, which are of identical shape and are arranged rotationally symmetrical to the axis of rotation of the rotary piston. In this training the rotary piston is already largely balanced.

Es kann vorgesehen sein, dass der Durchströmkanal eine Querschnittsverjüngung in der Richtung vom Einströmbereich zum Ausströmbereich aufweist. Diese Querschnittsverjüngung bewirkt eine Geschwindigkeitserhöhung vor Ausströmung des Arbeitsgases.It can be provided that the throughflow channel has a cross-sectional taper in the direction from the inflow area to the outflow area. This tapering of the cross-section causes an increase in speed before the working gas flows out.

Die in der Mantelfläche des kreiszylinderförmigen Rotationskolbens liegende, vom Einströmbereich des Durchströmkanals ausgebildete Einströmfläche, d. h. die Fläche der Einströmöffnung, ist vorzugsweise gleich der an den Rotationskolben grenzenden Öffnungsfläche des Einlasses.The inflow surface located in the jacket surface of the circular cylinder-shaped rotary piston and formed by the inflow area of the throughflow channel, d. H. the area of the inflow opening is preferably equal to the opening area of the inlet adjoining the rotary piston.

Die in der Mantelfläche des kreiszylinderförmigen Rotationskolbens liegende, vom Ausströmbereich des Durchströmkanals ausgebildete Ausströmfläche, d. h. die Fläche der Ausströmöffnung, besitzt eine in Umfangsrichtung des Rotationskolbens verlaufende maximale Ausströmlänge und die an den Rotationskolben grenzende Öffnungsfläche des Auslasses weist eine in Umfangsrichtung des Rotationskolbens verlaufende maximale Auslasslänge auf. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung liegt die maximale Auslasslänge im Bereich des 1,2fachen bis 2,4fachen der maximalen Ausströmlänge. Hierdurch bleibt die Ausströmöffnung in einem bestimmten Drehwinkelbereich während der Rotation des Rotationskolbens vollständig geöffnet, d. h., das Arbeitsgas wird beim Ausströmen aus der Auströmöffnung in diesem Drehwinkelbereich nicht durch partielle Abschirmungen behindert.The outflow surface formed by the outflow area of the throughflow channel and located in the jacket surface of the circular cylinder-shaped rotary piston, d. H. the area of the outflow opening has a maximum outflow length running in the circumferential direction of the rotary piston and the opening area of the outlet adjoining the rotary piston has a maximum outlet length running in the circumferential direction of the rotary piston. According to one embodiment of the invention, the maximum outlet length is in the range of 1.2 to 2.4 times the maximum outflow length. As a result, the outflow opening remains completely open in a certain angle of rotation range during the rotation of the rotary piston, i. This means that the working gas is not hindered by partial shields when it flows out of the discharge opening in this rotational angle range.

Vorzugsweise besitzt der Rotationskolbenmotor ferner einen Kompressor zur Vorverdichtung der der Zündkammer zugeführten Luft. Durch den höheren Druck wird die Verbrennung in grundsätzlich bekannter Weise verstärkt.The rotary piston engine preferably also has a compressor for pre-compressing the air supplied to the ignition chamber. Due to the higher pressure, the combustion is intensified in a generally known manner.

Der Rotationskolbenmotor kann ferner eine an die Zündkammer angeschlossene, mittels eines Kraftstoffventils verschließ- und freigebbare Kraftstoffleitung zur Zuführung des Kraftstoffes in die Zündkammer und eine an die Zündkammer angeschlossene, mittels eine Absperrorgans verschließ- und freigebbare Luftleitung zur Zuführung der Luft in die Zündkammer sowie eine Steuerungs- und Regelungseinheit aufweisen. Die Steuerungs- und Regelungseinheit ist einerseits mit einem Positionsdetektor zur Bestimmung der Drehwinkelstellung des Rotationskolbens und andererseits mit dem Kraftstoffventil, dem Absperrorgan und dem Zünder zu deren Steuerung verbunden.The rotary piston engine can also have a fuel line, which is connected to the ignition chamber and can be closed and released by means of a fuel valve, for supplying the fuel to the ignition chamber and an air line connected to the ignition chamber, can be closed and released by means of a shut-off element, for supplying the air into the ignition chamber, and a controller - and control unit. The control and regulation unit is connected, on the one hand, to a position detector for determining the angle of rotation of the rotary piston and, on the other hand, to the fuel valve, the shut-off element and the igniter for controlling them.

Die Steuerungs- und Regelungseinheit ist gemäß einer Ausgestaltung eingerichtet, nach vorausgehender Schließung der Kraftstoffleitung mittels des Kraftstoffventils und der Luftleitung mittels des Absperrorgans das Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Zündkammer mittels des Zünders bei der Drehwinkelstellung des Rotationskolbens zu zünden, bei der die Einströmöffnung den Einlass während der Rotation des Rotationskolbens gerade erreicht, d. h., wenn die in Rotationsrichtung vorauslaufende Kante der Einströmöffnung gerade der in Rotationsrichtung zuvorderst liegenden Kante des Einlasses gegenübersteht. Die Initialisierung der Zündung, zum Beispiel in Form des Auslösens eines Zündfunkens, kann je nach Art des Kraftstoffs und in Abhängigkeit eines ggf. auftretenden Zündverzuges geringfügig früher vorzunehmen sein. Im Sinne dieser Erfindung soll diese ggf. erforderliche, dem Fachmann grundsätzlich geläufige Anpassung der Zündinitialisierung an unterschiedliche Kraftstoffe im o. g. Kontext des Zündens bzw. in Bezug auf die Festlegung der o. g. Drehwinkelstellung beim Zünden umfasst sein. Im Idealfall findet das Zünden, d. h. im engeren Sinne die explosionsartige Expansion des Arbeitsgases und der damit einhergehende maximale Druckaufbau, im Moment der Öffnung des am Einlass befindlichen Einströmbereichs des Durchströmkanals statt.According to one embodiment, the control and regulation unit is set up, after the fuel line has been closed by means of the fuel valve and the air line by means of the shut-off element, to ignite the fuel-air mixture in the ignition chamber by means of the igniter at the rotational angle position of the rotary piston at which the inflow opening is Inlet just reached during rotation of the rotary piston, d. that is, when the leading edge of the inflow opening in the direction of rotation is just opposite the leading edge of the inlet in the direction of rotation. The initialization of the ignition, for example in the form of triggering an ignition spark, can be carried out slightly earlier depending on the type of fuel and depending on any ignition delay that may occur. In the context of this invention, this possibly required adaptation of the ignition initialization to different fuels in the above The context of the ignition or in relation to the definition of the above Angle of rotation position during ignition be included. Ideally, the ignition takes place, i. H. in the narrower sense, the explosive expansion of the working gas and the associated maximum pressure build-up take place at the moment of the opening of the inflow area of the throughflow channel located at the inlet.

Zudem kann die Steuerungs- und Regelungseinheit eingerichtet sein, die Luftzufuhr in die Zündkammer über die Luftleitung mittels des Absperrorgans bei der Drehwinkelstellung des Rotationskolbens freizugeben, bei der die Einströmöffnung den Einlass während der Rotation des Rotationskolbens gerade vollständig passiert hat und zudem die Kraftstoffzufuhr in die Zündkammer über die Kraftstoffleitung mittels des Kraftstoffventils bei der Drehwinkelstellung des Rotationskolbens freizugeben, bei der die Ausströmöffnung den Einlass während der Rotation des Rotationskolbens gerade vollständig passiert hat. D. h., die Luftzufuhr in die Zündkammer wird bereits direkt nach Abschluss der Durchströmung des Arbeitsgases durch den Durchströmkanal wieder freigegeben, während die Kraftstoffzufuhr erst zu dem Zeitpunkt aktiviert wird, bei dem Kraftstoff und Luft bis zur Zündung nicht mehr durch den Einlass austreten können.In addition, the control and regulation unit can be set up to release the air supply into the ignition chamber via the air line by means of the shut-off element when the rotary piston is in the angular position at which the inflow opening has just completely passed the inlet during the rotation of the rotary piston and also the fuel supply into the ignition chamber to release via the fuel line by means of the fuel valve in the angle of rotation position of the rotary piston, in which the outflow opening has just completely passed the inlet during the rotation of the rotary piston. This means that the air supply to the ignition chamber is released again immediately after the working gas has finished flowing through the flow channel, while the fuel supply is only activated at the point in time at which fuel and air can no longer escape through the inlet until ignition .

Im Antriebsstrang des Rotationskolbenmotors können mehrere der Rotationskolben nach dem von Mehrzylindermotoren bekanntem Prinzip in Reihe geschaltet sein, wobei die einzelnen Rotationskolben mit versetzter Drehwinkelstellung laufen. Zum Beispiel können bei einem Rotationskolbenmotor mit vier in Reihe geschalteten Rotationskolben die Drehwinkelstellungen jeweils um 45° versetzt sein.In the drive train of the rotary piston engine, several of the rotary pistons can be connected in series according to the principle known from multi-cylinder engines, the individual rotary pistons running with an offset angle of rotation. For example, in a rotary piston engine with four rotary pistons connected in series, the angle of rotation positions can each be offset by 45 °.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels des Rotationskolbenmotors und mit Bezug auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Dazu zeigen:

  • 1: eine Querschnittsdarstellung des Rotationskolbenmotors im Moment der Zündung,
  • 2: eine Querschnittsdarstellung des Rotationskolbenmotors bei Durchströmung eines der Durchströmkanäle,
  • 3: eine Querschnittsdarstellung des Rotationskolbenmotors,
  • 4: eine Längsschnittdarstellung des Rotationskolbenmotors,
  • 5: eine Querschnittsdarstellung des Rotationskolbenmotors im Moment unmittelbar vor der Zündung,
  • 6: eine Querschnittsdarstellung des Rotationskolbenmotors im Moment der Zündung,
  • 7: eine Querschnittsdarstellung des Rotationskolbenmotors bei Durchströmung eines der Durchströmkanäle,
  • 8: eine Querschnittsdarstellung des Rotationskolbenmotors nach Abschluss der Durchströmung des Durchströmkanals,
  • 9: eine Querschnittsdarstellung des Rotationskolbenmotors beim Passieren des Ausströmbereichs eines der Durchströmkanäle am Einlass, und
  • 10: eine Querschnittsdarstellung des Rotationskolbenmotors nach dem vollständigen Passieren des Ausströmbereichs des Durchströmkanals am Einlass.
The invention is based on an exemplary embodiment of the rotary piston engine and with reference to the schematic Drawings explained in more detail, wherein the same or similar features are provided with the same reference numerals. To do this, show:
  • 1 : a cross-sectional view of the rotary piston engine at the moment of ignition,
  • 2 : a cross-sectional representation of the rotary piston engine with flow through one of the flow channels,
  • 3rd : a cross-sectional view of the rotary piston engine,
  • 4th : a longitudinal sectional view of the rotary piston engine,
  • 5 : a cross-sectional view of the rotary piston engine at the moment immediately before ignition,
  • 6th : a cross-sectional view of the rotary piston engine at the moment of ignition,
  • 7th : a cross-sectional representation of the rotary piston engine with flow through one of the flow channels,
  • 8th : a cross-sectional view of the rotary piston engine after completion of the flow through the flow channel,
  • 9 : a cross-sectional representation of the rotary piston engine when passing the outflow area of one of the throughflow channels at the inlet, and
  • 10 : a cross-sectional view of the rotary piston engine after completely passing through the outflow area of the throughflow channel at the inlet.

Der Rotationskolbenmotor gemäß der in der 1 dargestellten Ausführung besitzt einen Rotationskolben 1 mit zwei rotationssymmetrisch um die Rotationsachse 1.1 angeordneten Durchgangskanälen 5. Jeder dieser Durchgangskanäle 5 verläuft von seinem Einströmbereich 5.1 zu seinem Ausströmbereich 5.2 zunächst entlang einer geraden, den Rotationskolbenquerschnitt tangential schneidenden Bahn; im Ausströmbereich 5.2 ist der Durchgangskanal 5 bogenförmig entgegen der Rotationsrichtung 1.2 des Rotationskolbens 1 gekrümmt. Anhand der beiden gestrichelt dargestellten kanalmittig liegenden Bahnlinien im Durchströmkanal 5 werden die Lage des Krümmungswinkels α und dessen Krümmungsrichtung (siehe Richtungspfeil) verdeutlicht.The rotary piston engine according to the in 1 The embodiment shown has a rotary piston 1 with two rotationally symmetrical around the axis of rotation 1.1 arranged through channels 5 . Any of these passageways 5 runs from its inflow area 5.1 to its outflow area 5.2 first along a straight path that tangentially intersects the rotary piston cross section; in the outflow area 5.2 is the through channel 5 curved against the direction of rotation 1.2 of the rotary piston 1 curved. Based on the two dashed lines in the middle of the channel in the flow channel 5 become the location of the angle of curvature α and its direction of curvature (see arrow).

Der Rotationskolben 1 ist im Gehäuse 2 mit einem definierten Lauf- bzw. Dichtspalt eingebaut. Zur Verbesserung der Abdichtung sind am Rotationskolben 1 mehrere Dichtungen 8 angebracht. Diese sind auf dem Mantel des Rotationskolbens 1 in Rotationsrichtung 1.2 vor und nach dem Einströmbereich 5.1 bzw. vor und nach dem Ausströmbereich 5.2 jedes Durchströmkanals 5 angeordnet.The rotary piston 1 is in the housing 2 installed with a defined running or sealing gap. To improve the seal are on the rotary piston 1 multiple seals 8th appropriate. These are on the casing of the rotary piston 1 in the direction of rotation 1.2 before and after the inflow area 5.1 or before and after the outflow area 5.2 each through-flow channel 5 arranged.

Der Rotationskolben 1 befindet sich in der Darstellung gemäß der 1 an einer Position bzw. in einer Drehwinkelstellung, bei der die Zündung in der Zündkammer 6 erfolgt. Das expandierende Arbeitsgas 15 drückt am Einlass 3 gegen den Rotationskolben 1 während der mit seinem Einströmbereich 5.1 direkt vor dem Einlass 3 befindliche Durchströmkanal 5 gerade für die Durchströmung freigegeben wird.The rotary piston 1 is located in the representation according to 1 at a position or in a rotational angle position in which the ignition in the ignition chamber 6th he follows. The expanding working gas 15th presses on the inlet 3rd against the rotary piston 1 while with its inflow area 5.1 right in front of the entrance 3rd located through-flow channel 5 is just released for the flow.

Bei Weiterrotation des Rotationskolbens 1 in die Drehwinkelstellung gemäß der 2 tritt das expandierende Arbeitsgas 15 in den mit seinem Einströmbereich 5.1 an den Einlass 3 grenzenden Durchströmkanal 5 ein, strömt nach Umlenkung im gekrümmten Ausströmbereich 5.2 des Durchströmkanals 5 in den Auslass 4 und verlässt über den Auslass 4 den Rotationskolbenmotor als Abgas 16. Die tangential wirkende Kraftkomponente des ausströmenden Arbeitsgases 15 versetzt den Rotationskolben 1 in Rotation (siehe Pfeil an der Krümmung des Ausströmbereichs 5.2).When the rotary piston continues to rotate 1 in the angle of rotation position according to 2 the expanding working gas occurs 15th in the with its inflow area 5.1 to the inlet 3rd bordering through-flow channel 5 a, flows after deflection in the curved outflow area 5.2 of the flow channel 5 into the outlet 4th and leaves via the outlet 4th the rotary piston engine as exhaust gas 16 . The tangentially acting force component of the outflowing working gas 15th displaces the rotary piston 1 in rotation (see arrow on the curvature of the outflow area 5.2 ).

Die Darstellung des Rotationskolbens 1 und des Gehäuses 2 gemäß der 3 entsprechen den vorangehenden Darstellungen der 1 und 2. Die 3 zeigt zusätzlich den als Zündkerze ausgeführten Zünder 7 sowie die Luft- und Kraftstoffanschlüsse an der Zündkammer 6. Die Kraftstoffleitung 11 und die Luftleitung 12 sind mit dem Absperrorgan 9, das gleichzeitig als Kraftstoffventil fungiert, freigebbar und verschließbar.The representation of the rotary piston 1 and the housing 2 according to the 3rd correspond to the previous representations of 1 and 2 . The 3rd additionally shows the igniter designed as a spark plug 7th as well as the air and fuel connections on the ignition chamber 6th . The fuel line 11 and the air duct 12th are with the shut-off device 9 , which also functions as a fuel valve, can be released and closed.

Der Rotationskolben 1 ist - siehe hierzu 4 - mit der nicht bezeichneten Motorwelle verbunden und über diese im Gehäuse 2 drehbar gelagert.The rotary piston 1 is - see this 4th - Connected to the undesignated motor shaft and via this in the housing 2 rotatably mounted.

Dem Rotationskolbenmotor wird die Luft 14 über die Luftleitung 12 und der Kraftstoff 13 über die Kraftstoffleitung 11 zugeführt. Die Steuerung der Kraftstoff- und Luftzufuhr erfolgt mittels des Absperrorgans 9. Wenn das Absperrorgan 9 die Zufuhr der Luft 14 und als Kraftstoffventil die Zufuhr von Kraftstoff 13 freigibt, vermischen sich der Kraftstoff 13 und die Luft 14 unter Ausbildung der Kraftstoff-Luft-Gemischs in der Kraftstoff-Luft-Gemisch-Zuleitung 10, von wo aus der Kraftstoff 13 und die Luft 14 in die Zündkammer 6 gelangen.The rotary piston engine is the air 14th via the air line 12th and the fuel 13th via the fuel line 11 fed. The fuel and air supply are controlled by means of the shut-off device 9 . When the shut-off device 9 the supply of air 14th and as a fuel valve, the supply of fuel 13th releases, mix the fuel 13th and the air 14th with the formation of the fuel-air mixture in the fuel-air mixture feed line 10 from where the fuel 13th and the air 14th into the ignition chamber 6th reach.

Das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird in der Zündkammer 6 gezündet und bildet nach Zündung das expandierende Arbeitsgas 15, welches durch den sich verjüngenden Durchströmkanal 5 strömt.The fuel-air mixture is in the ignition chamber 6th ignited and forms the expanding working gas after ignition 15th , which through the tapered through-flow channel 5 flows.

Die Phasen des Ladungswechsels bei Betrieb des Rotationskolbenmotors verdeutlichen die 5 bis 10 anhand der verschiedenen Drehwinkelstellungen des Rotationskolbens 1.The phases of the gas exchange during operation of the rotary piston engine illustrate the 5 to 10 based on the various angles of rotation of the rotary piston 1 .

In der Drehwinkelstellung gemäß der 5 verschließt der Rotationskolben 1 den Einlass 3 noch vollständig. In der Zündkammer 6 befindet sich das Gemisch aus Kraftstoff 13 und Luft 14. Das (in 5 nicht dargestellte) Absperrorgan 9, das Kraftstoffventil und mithin die Zündkammer 6 sind bei dieser Drehwinkelstellung bzw. zu diesem Zeitpunkt bereits vollständig verschlossen.In the angle of rotation position according to the 5 the rotary flask closes 1 the inlet 3rd still complete. In the ignition chamber 6th is the mixture of fuel 13th and air 14th . This in 5 not shown) shut-off device 9 , the fuel valve and therefore the ignition chamber 6th are already completely closed at this angle of rotation or at this point in time.

Wenn - wie in 6 dargestellt - die in Rotationsrichtung 1.2 vorn liegende Kante der Einströmöffnung im Einströmbereich 5.1 des Durchströmkanals 5 den Einlass 3 erreicht, wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Zündkammer 6 gezündet. Aus dem Kraftstoff-Luft-Gemisch entsteht durch explosionsartige Verbrennung das expandierende Arbeitsgas 15, dass gegen den Rotationskolben 1 drückt und aus der geschlossenen Zündkammer 6 in den sich im selben Moment öffnenden Durchströmkanal 5 einströmt.If - as in 6th shown - the one in the direction of rotation 1.2 leading edge of the inflow opening in the inflow area 5.1 of the flow channel 5 the inlet 3rd reached, the fuel-air mixture in the ignition chamber 6th ignited. The expanding working gas is created from the fuel-air mixture through explosive combustion 15th that against the rotary piston 1 pushes and out of the closed ignition chamber 6th into the through-flow channel that opens at the same moment 5 flows in.

Bei der anschließenden Durchströmung wird der Rotationskolben 1 gemäß der Darstellung in der 7 durch das aus dem gekrümmten Ausströmbereichs 5.2 mit seiner tangential wirkenden Geschwindigkeitskomponente ausströmende Arbeitsgas 15 in Rotation versetzt. Die Beschreibung zu 7 entspricht im Übrigen der der 2.During the subsequent flow, the rotary piston becomes 1 as shown in the 7th due to that from the curved outflow area 5.2 working gas flowing out with its tangentially acting speed component 15th set in rotation. The description too 7th otherwise corresponds to that of 2 .

Nachdem der Ausströmbereich 5.2 den Auslass 4 und der Einströmbereich 5.1 den Einlass 3 passiert haben, verschließt der Rotationskolben 1 bei der nachfolgenden, in der 8 dargestellten Drehwinkelstellung des Rotationskolbens 1 den Einlass 3 und den Auslass 4 wieder. In diesem Moment bzw. bei dieser Drehwinkelstellung des Rotationskolbens 1 wird die Luftzufuhr zur Zündkammer 6 geöffnet; in die Zündkammer 6 wird vorkomprimierte Luft 14 eingeleitet. Die komprimierte Luft 14 drückt am Einlass 3 gegen den Rotationskolben 1 bzw. dessen Mantel.After the outflow area 5.2 the outlet 4th and the inflow area 5.1 the inlet 3rd happened, the rotary flask closes 1 at the next, in the 8th shown angle of rotation position of the rotary piston 1 the inlet 3rd and the outlet 4th again. At this moment or at this angle of rotation position of the rotary piston 1 becomes the air supply to the ignition chamber 6th open; into the ignition chamber 6th becomes pre-compressed air 14th initiated. The compressed air 14th presses on the inlet 3rd against the rotary piston 1 or its coat.

Bei Weiterrotation des Rotationskolbens 1 kommt der Ausströmbereich 5.2 des (zweiten) Durchströmkanals 5 entsprechend der Darstellung in 9 in den Bereich des Einlasses 3. Die komprimierte Luft 14 strömt aus der Zündkammer 6 in den Ausströmbereich 5.2 des Durchströmkanals 5 ein, wobei infolge der Umlenkung der Strömung im gekrümmten Ausströmbereich 5.2 die Rotationsbewegung geringfügig angeregt wird (siehe Pfeildarstellung an der Krümmung des Ausströmbereichs 5.2).When the rotary piston continues to rotate 1 comes the outflow area 5.2 of the (second) through-flow channel 5 as shown in 9 in the area of the inlet 3rd . The compressed air 14th flows out of the ignition chamber 6th in the outflow area 5.2 of the flow channel 5 a, whereby as a result of the deflection of the flow in the curved outflow area 5.2 the rotational movement is slightly stimulated (see arrow representation on the curvature of the outflow area 5.2 ).

Nach der Passage des Ausströmbereichs 5.2 am Einlass 3 ist der Einlass 3 wieder verschlossen. In der Drehwinkelstellung gemäß der 10 wird neben der Luftzufuhr auch die Zufuhr des Kraftstoffs 13 in die Zündkammer 6 freigegeben. In der Zündkammer 6 liegt nun wiederum das Kraftstoff-Luft-Gemisch vor.After the passage of the outflow area 5.2 at the inlet 3rd is the inlet 3rd locked again. In the angle of rotation position according to the 10 is not only the air supply but also the fuel supply 13th into the ignition chamber 6th Approved. In the ignition chamber 6th the fuel-air mixture is now available again.

Der Rotationskolben 1 bewegt sich anschließend weiter bis zur Drehwinkelstellung gemäß der 5 und der Zyklus bzw. Ladungswechsel beginnt von vorn.The rotary piston 1 then moves on to the angle of rotation position according to 5 and the cycle or gas exchange starts all over again.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
RotationskolbenRotary piston
1.11.1
RotationsachseAxis of rotation
1.21.2
RotationsrichtungDirection of rotation
22
Gehäusecasing
33
Einlassinlet
44th
AuslassOutlet
55
DurchströmkanalFlow channel
5.15.1
EinströmbereichInflow area
5.25.2
AusströmbereichOutflow area
66th
ZündkammerIgnition chamber
77th
ZünderDetonator
88th
Dichtungpoetry
99
AbsperrorganShut-off device
1010
Kraftstoff-Luft-Gemisch-ZuleitungFuel-air mixture feed line
1111
KraftstoffleitungFuel line
1212th
LuftleitungAir duct
1313th
Kraftstofffuel
1414th
Luftair
1515th
ArbeitsgasWorking gas
1616
AbgasExhaust gas
αα
KrümmungswinkelAngle of curvature

Claims (10)

Rotationskolbenmotor, umfassend einen mit voreingestelltem Dichtspalt in einem Gehäuse (2) in einer vorgegebenen Rotationsrichtung (1.2) um eine Rotationsachse (1.1) rotierenden, kreiszylinderförmigen Rotationskolben (1) sowie eine Zündkammer (6) zur Erzeugung von Arbeitsgas (15) aus einem aus Luft (14) und Kraftstoff (13) gebildeten Kraftstoff-Luft-Gemisch, wobei das nach Zündung in der Zündkammer (6) expandierende Arbeitsgas (15) zum Antrieb des Rotationskolbens (1) über einen Einlass (3) im Gehäuse (2) aus der Zündkammer (6) zuführbar und als Abgas (16) vom Rotationskolben (1) über einen Auslass (4) im Gehäuse (2) abführbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskolben (1) mindestens einen durchgehenden, quer zur Rotationsachse (1.1) verlaufenden und von der Rotationsachse (1.1) beabstandeten Durchströmkanal (5) aufweist, wobei der einen Einströmbereich (5.1) und einen Ausströmbereich (5.2) umfassende Durchströmkanal (5) im Ausströmbereich (5.2) entgegen der Rotationsrichtung (1.2) des Rotationskolben (1) bogenförmig gekrümmt ist.Rotary piston engine, comprising a circular cylindrical rotary piston (1) rotating with a preset sealing gap in a housing (2) in a predetermined direction of rotation (1.2) about an axis of rotation (1.1) and an ignition chamber (6) for generating working gas (15) from air (14) and fuel (13) formed fuel-air mixture, the working gas (15) expanding after ignition in the ignition chamber (6) for driving the rotary piston (1) via an inlet (3) in the housing (2) from the Ignition chamber (6) can be supplied and discharged as exhaust gas (16) from the rotary piston (1) via an outlet (4) in the housing (2), characterized in that the rotary piston (1) has at least one continuous, transverse to the axis of rotation (1.1) and has a through-flow channel (5) spaced apart from the axis of rotation (1.1), the one comprising an inflow area (5.1) and an outflow area (5.2) Through-flow channel (5) in the outflow area (5.2) is curved in an arcuate manner counter to the direction of rotation (1.2) of the rotary piston (1). Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskolben (1) mindestens zwei der Durchströmkanäle (5) aufweist, die formgleich ausgebildet und rotationssymmetrisch zur Rotationsachse (1.1) des Rotationskolbens (1) angeordnet sind.Rotary piston engine after Claim 1 , characterized in that the rotary piston (1) has at least two of the through-flow channels (5) which are of identical shape and are arranged rotationally symmetrical to the axis of rotation (1.1) of the rotary piston (1). Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Rotationskolben (1) eine oder mehrere Wuchtausgleichsausnehmungen eingebracht sind.Rotary piston engine after Claim 1 or 2 , characterized in that one or more balancing recesses are made in the rotary piston (1). Rotationskolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchströmkanal (5) eine Querschnittsverjüngung in der Richtung vom Einströmbereich (5.1) zum Ausströmbereich (5.2) aufweist.Rotary piston engine according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the throughflow channel (5) has a cross-sectional taper in the direction from the inflow area (5.1) to the outflow area (5.2). Rotationskolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bogenförmige Krümmung im Ausströmbereich (5.2) des Durchströmkanals (5) einen Krümmungswinkel (a) im Bereich von 30° bis 105° aufweist.Rotary piston engine according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the arcuate curvature in the outflow area (5.2) of the throughflow channel (5) has an angle of curvature (a) in the range from 30 ° to 105 °. Rotationskolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Mantelfläche des kreiszylinderförmigen Rotationskolbens (1) liegende, vom Einströmbereich (5.1) des Durchströmkanals (5) ausgebildete Einströmfläche gleich der an den Rotationskolben (1) grenzenden Öffnungsfläche des Einlasses (3) ist.Rotary piston engine according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the inflow area located in the lateral surface of the circular cylindrical rotary piston (1) and formed by the inflow area (5.1) of the throughflow channel (5) is equal to the opening area of the inlet (3) adjoining the rotary piston (1). Rotationskolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Mantelfläche des kreiszylinderförmigen Rotationskolbens (1) liegende, vom Ausströmbereich (5.2) des Durchströmkanals (5) ausgebildete Ausströmfläche eine in Umfangsrichtung des Rotationskolbens (1) verlaufende maximale Ausströmlänge aufweist, und die an den Rotationskolben (1) grenzende Öffnungsfläche des Auslasses (4) eine in Umfangsrichtung des Rotationskolbens (1) verlaufende maximale Auslasslänge aufweist, wobei die maximale Auslasslänge im Bereich des 1,2fachen bis 2,4fachen der maximalen Ausströmlänge liegt.Rotary piston engine according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the outflow surface located in the lateral surface of the circular cylindrical rotary piston (1) and formed by the outflow area (5.2) of the throughflow channel (5) has a maximum outflow length extending in the circumferential direction of the rotary piston (1), and the outflow length on the rotary piston (1) The adjoining opening area of the outlet (4) has a maximum outlet length running in the circumferential direction of the rotary piston (1), the maximum outlet length being in the range of 1.2 to 2.4 times the maximum outflow length. Rotationskolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend einen Kompressor zur Vorverdichtung der der Zündkammer (6) zugeführten Luft (14).Rotary piston engine according to one of the Claims 1 to 7th , further comprising a compressor for pre-compressing the air (14) supplied to the ignition chamber (6). Rotationskolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend - eine an die Zündkammer (6) angeschlossene, mittels eines Kraftstoffventils verschließ- und freigebbare Kraftstoffleitung (11) zur Zuführung des Kraftstoffes (13) in die Zündkammer (6), - eine an die Zündkammer (6) angeschlossene, mittels eine Absperrorgans (9) verschließ- und freigebbare Luftleitung (12) zur Zuführung der Luft (14) in die Zündkammer (6), - einen Zünder (7) zur Zündung des aus der Luft (14) und dem Kraftstoff (13) gebildeten Kraft-Stoff-Luftgemischs in der Zündkammer (6), sowie - eine Steuerungs- und Regelungseinheit, die einerseits mit einem Positionsdetektor zur Bestimmung der Drehwinkelstellung des Rotationskolbens (1) und andererseits mit dem Kraftstoffventil, dem Absperrorgan (9) und dem Zünder (7) zu deren Steuerung verbunden ist, wobei die Steuerungs- und Regelungseinheit eingerichtet ist, nach vorausgehender Schließung der Kraftstoffleitung (11) mittels des Kraftstoffventils und der Luftleitung (12) mittels des Absperrorgans (9) das Kraft-stoff-Luft-Gemisch in der Zündkammer (6) mittels des Zünders (7) bei der Drehwinkelstellung des Rotationskolbens (1) zu zünden, bei der die im Einströmbereich (5.1) in der Mantelfläche des Rotationskolbens (1) ausgebildeten Einströmöffnung den Einlass (3) während der Rotation des Rotationskolbens (1) gerade erreicht.Rotary piston engine according to one of the Claims 1 to 8th , further comprising - a fuel line (11) which is connected to the ignition chamber (6) and can be closed and released by means of a fuel valve for feeding the fuel (13) into the ignition chamber (6), - a fuel line (11) connected to the ignition chamber (6) by means of a Shut-off element (9) closable and releasable air line (12) for supplying the air (14) into the ignition chamber (6), - an igniter (7) for igniting the force formed from the air (14) and the fuel (13) Substance-air mixture in the ignition chamber (6), as well as - a control and regulation unit, on the one hand with a position detector to determine the angle of rotation of the rotary piston (1) and on the other hand with the fuel valve, the shut-off element (9) and the igniter (7) whose control is connected, wherein the control and regulation unit is set up, after the fuel line (11) has previously been closed by means of the fuel valve and the air line (12) by means of the shut-off device (9), the force-s To ignite the fuel-air mixture in the ignition chamber (6) by means of the igniter (7) in the angular position of the rotary piston (1), in which the inlet opening (3 ) just reached during the rotation of the rotary piston (1). Rotationskolbenmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs- und Regelungseinheit ferner eingerichtet ist, - die Luftzufuhr in die Zündkammer (6) über die Luftleitung (12) mittels des Absperrorgans (9) bei der Drehwinkelstellung des Rotationskolbens (1) freizugeben, bei der die in der Mantelfläche des Rotationskolbens (1) im Einströmbereich (5.1) des Durchströmkanals (5) ausgebildete Einströmöffnung den Einlass (3) während der Rotation des Rotationskolbens (1) gerade vollständig passiert hat, und - die Kraftstoffzufuhr in die Zündkammer (6) über die Kraftstoffleitung (11) mittels des Kraftstoffventils bei der Drehwinkelstellung des Rotationskolbens (1) freizugeben, bei der die in der Mantelfläche des Rotationskolbens (1) im Ausströmbereich (5.2) des Durchströmkanals (5) ausgebildete Ausströmöffnung den Einlass (3) während der Rotation des Rotationskolbens (1) gerade vollständig passiert hat.Rotary piston engine after Claim 9 , characterized in that the control and regulation unit is further set up, - to release the air supply into the ignition chamber (6) via the air line (12) by means of the shut-off element (9) in the rotational angle position of the rotary piston (1), in which the in the Lateral surface of the rotary piston (1) in the inflow area (5.1) of the throughflow channel (5) has just completely passed the inlet (3) during the rotation of the rotary piston (1), and - the fuel supply into the ignition chamber (6) via the fuel line ( 11) by means of the fuel valve in the angular position of the rotary piston (1), in which the outflow opening formed in the outer surface of the rotary piston (1) in the outflow area (5.2) of the throughflow channel (5) opens the inlet (3) during the rotation of the rotary piston (1 ) has just happened completely.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE7505718U (en) * 1975-07-10 Wenzel Y Rotary piston engine with at least one combustion or gasification chamber
DE102011109966A1 (en) * 2011-08-02 2013-02-21 Brands & Products IPR-Holding GmbH & Co.KG Rotary piston engine, in particular with ignition chamber rotating rotary piston
WO2019110611A1 (en) * 2017-12-04 2019-06-13 Glenn Rolus Borgward Rotary piston device

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