DE10361618A1 - Rotationsmotor - Google Patents

Abstract

Dieser Rotationsmotor besteht aus zwei beweglichen Teilen, dem Exzenter und dem darauf gelagerten Läufer, dessen Hohlrad auf einem am Stator befestigten Ritzel abläuft, so dass er mit halber Winkelgeschwindigkeit in Exzenterdrehrichtung rotiert und dabei als innere Hüllfigur eine äußere Arbeitsraumkontur in Form einer Trochoide entstehen lässt, mit welcher er an zwei gegenüberliegenden Punkten über Dichtleisten kontaktiert. DOLLAR A Die Ladungswechsel erfolgen weggesteuert in axialer Richtung durch stirnseitig angebrachte Schlitze und eine Vorverdichtungskammer. DOLLAR A Geringe Leistungsmasse und Abmessungen, vollständiger Masseausgleich sowie Verschleißfestigkeit begünstigen die Eignung zum Antreiben von Kraftfahrzeugen.

Description

• Herkömmliche, vorwiegend im Fahrzeugbau eingesetzte Kreiskolbenmotoren nach dem Wankel-Prinzip arbeiten mit geringeren Wirkungsgraden als Hubkolbenmotoren. Hauptursache sind konstruktionsbedingte Wandwärmeverluste, insbesondere hervorgerufen durch Temperaturanstieg in der heißen Zone des Motors.
• Das Problem besteht darin, einen Motor zu schaffen, der die Vorteile einer Rotationsmaschine beibehält, ohne deren Nachteile aufzuweisen.
• Mit der im Patentanspruch dargestellten Erfindung wird dieses Problem weitgehend gelöst.
• In der Folge werden Aufbau und Funktion des Motors beschrieben.
• Zu Anspruch 1 (1, 2, 6, 7)
  Der auf dem Exzenter (1) gelagerte Rotor (2) kämmt mit seinem Hohlrad (10) das am Stator besfestigte Ritzel (11) halben Durchmessers, so dass der Läufer mit halber Winkelgeschwindigkeit in Drehrichtung des Exzenters rotiert und dadurch unterschiedliche Volumenveränderungen in beiden, durch Dichtleisten getrennten Hohlräumen des Motorinneren bewirkt.
• Ein- und Auslassvorgänge erfolgen weggesteuert, indem die im Läufer befindlichen Kanäle (8/9) die stirnseitig angebrachten Schlitze (3/4/5) tangieren. Die gesamte Fläche der inneren Gehäusewandung und des Läufers kommt beim Ladungswechsel mit Frischgas in Berührung, so dass keine heiße Zone entsteht. In der Arbeitsphase wirkt der Gasdruck immer nur auf die gleiche Seitenfläche des Läufers. Daher können Dichtleisten ((6), in geeignetem Winkel angebracht werden. Auch der Einsatz von Doppeldichtleisten(7) wird von den relativ stumpfen Winkeln der Rotorspitzen begünstigt.
• Zudem ist die Verwendung von mit mehreren Dichtleisten versehenen Dichtschuhen möglich, weil während des gesamten Umlaufes an der Gehäusetrochoide keine von der Kreisform erheblich abweichende Richtungsänderung erfolgt.
• Arbeitsweise (8a – f)
• Zünden/Vorverdichten
• a Während im Arbeitsraum, den die mit der Mulde versehene Seite des im Uhrzeigersinn drehenden Läufers hüllt, der Verbrennungsvorgang stattfindet, verringert sich der untere Hohlraum und verdichtet das darin befindliche Frischgas. Der Läuferkanal (9) hat dabei keine Verbindung mit dem stirnseitigen Auslassschlitz (4), da sich der Schlitz von der Draufsicht her hinter dem Läufer befindet, der Kanal aber nur mit der vorderen Seite verbindet.
• b Läuferkanal (9) hat den Überströmschlitz (5) erreicht und die vorverdichtete Luft gelangt in den Speicher (6).
• c mit Erreichen der oberen Stellung ist die Verbindung von Kolbenkanal und Überströmschlitz unterbrochen und die nur zur hinteren Stirnseite hin wirkende Auslassöffnung (8) in der Kolbenmuldenseite kontaktiert den Auslassschlitz (4).
• Ausschieben/Ansaugen/Endverdichten
• d Während in der unteren Kammer das Abgas über Kolbenauslassöffnung und Auslassschlitz ausgeschoben wird, erreicht der Läuferkanal (9) den in der vorderen Stirnseite befindlichen Einlassschlitz (3) und infolge des sich vergrößernden Hohlraumes wird Frischgas angesaugt.
• e Nachdem die Läuferauslassöffnung ihre Verbindung mit dem Auslassschlitz verloren hat, tangiert sie den in beiden Stirnseiten angebrachten Überströmschlitz (5) und das vorverdichtete Gas strömt aus dem Speicher in die Kolbenmulde, wo es sich mit dem verbrauchten Restgas mischt. Durch die Einspritzdüse wird Kraftstoff zugeführt.
• f Die Endverdichtung erfolgt.
• Zu Anspruch 2 (3)
  In dieser, nach dem Zweitaktverfahren arbeitenden Ausführung können Zuführung von Frischgas und Ausschub des Altgases über in beiden Stirnseiten angebrachte Schlitze erfolgen, so dass sich Strömungsverluste vermindern.
• Zu Anspruch 3 (Fig. (4/5)
  Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt insbesondere in der Vollständigkeit des Ladungswechsels.
• Hier trennt der exzentergesteuerte Schieber (13) Frisch- und Altgas von einander. Die Steuerung erfolgt über ein Pleuel (12), wobei die Exzentrizität des Pleuellagers die Form des Läufers und das Verdichtungsverhältnis bestimmt.

Claims (3)

1. Rotationsmotor zum Erzeugen eines Drehmomentes durch Verbrennung von Kraftstoff im Viertaktverfahren, wobei mittels Abrollen eines Hohlrades auf einem feststehenden Ritzel halben Durchmessers eine äußere Arbeitsraumkontur in Form einer Trochoide entsteht. Der elipsenförmige Läufer als innere Hüllfigur ist exzentrisch gelagert und kontaktiert an zwei gegenüberliegenden Punkten über Radialdichtungen mit dem Stator, so dass er mit halber Winkelgeschwindigkeit in Exzenterdrehrichtung rotiert und bei jeder Eigendrehung eine Arbeitsphase von 360° Exzenterwinkel erzielt. Die Ladungswechsel erfolgen weggesteuert in axialer Richtung durch stirnseitig angebrachte Ein- und Auslassschlitze.
2. Rotationsmotor nach Anspruch 1, wobei der Kraftstoff im Zweitaktverfahren verbrennt und bei jeder Exzenterdrehung eine Arbeitsphase von 180° Exzenterwinkel entsteht.
3. Rotationsmotor nach Anspruch 1, wobei jede Läuferdrehung im Viertaktverfahren zwei Arbeitsphasen von je 180° Exzenterwinkel bewirkt und die Ladungswechsel durch kurbelgetriebenen Trennschieber gesteuert werden.