DE112006001615B4

DE112006001615B4 - Rotormotor

Info

Publication number: DE112006001615B4
Application number: DE112006001615.6T
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-06-16
Filing date: 2006-06-08
Publication date: 2014-02-06
Anticipated expiration: 2026-06-09
Also published as: WO2006133531A1; DE112006001615T5; RU2007133966A; RU2413078C2

Abstract

Rotormotor, der ein Gehäuse mit einem Innenraum und einen Rotor enthält, der auf einer Welle koaxial mit der Symmetrieachse des Innenraums und der Rotationsachse der Welle befestigt ist, wobei: – der Innenraum des Gehäuses durch einen am Gehäuse befestigten, zwei Einlassöffnungen aufweisenden Deckel einerseits und durch einen zwei Auslassöffnungen aufweisenden Deckel andererseits geschlossen ist, – zwischen dem mit Einlassöffnungen versehenen Deckel und dem Rotor eine Steuerscheibe angeordnet ist, die am Deckel und am Rotor dicht anliegt, – die Steuerscheibe mit zwei Öffnungen versehen ist und sich synchron mit dem Rotor drehen kann, – das einen zylindrischen Innenraum aufweisende Gehäuse zwei radial entgegen gesetzte Kanäle aufweist, in denen Schlitten für Hin- und Herbewegungen angeordnet sind, – die Schlitten auf der einen Seite am Deckel und auf der anderen Seite an der Steuerscheibe anliegen, sich auf die Oberfläche des Rotors stützen und den Innenraum in zwei gleiche Halbinnenräume einteilen, wobei sie der Wellenachse entgegenstreben, – der Rotor einen elliptischen Querschnitt aufweist und von vier zylindrischen Oberflächen gebildet ist, – der Durchmesser von zwei dieser Oberflächen dem Durchmesser des Innenraums gleich ist und der Durchmesser von den weiteren zwei Oberflächen größer als der Durchmesser des Innenraums ist, – der Rotor die Oberfläche des Innenraums mittels seiner zylindrischen Oberflächen mit dem kleineren Radius berührt und somit jeden Halbinnenraum in zwei Kammern einteilt ...

Description

Die Erfindung betrifft den Motorenbau bzw. Rotormotoren.
Die bekannten Rotormotoren unterscheiden sich durch eine komplizierte Form des Gehäuses oder des Rotors und der Einzelteile sowie durch eine komplizierte, kinematische Wechselwirkung, wodurch ihre Anwendung erschwert wird.
Das Patent RU 2 084 659 kommt seinem technischen Wesen und dem Ergebnis der vorliegenden Erfindung nach dem Anspruch 1 am nächsten. Der dort beschriebene Rotorbrennkraftmotor weist ein Gehäuse in einer völlig zylindrischen Form und einen zylindrischen Rotor auf. Parallel zur Drehachse des Rotors, und zwar auf seiner Oberfläche, sind Auflageflächen und Trennungsplatten vorgesehen. Die Auflageflächen haben einen Krümmungsradius, der größer als der Rotorradius ist. Die Trennungsplatten sind mit einem Antrieb von der Steuerwelle versehen. Die Trennungsplatten bilden Arbeits- und Verdichtungsvolumen. Die Trennungsplatten sind durch einen Ring mit Durchlaßschlitzen getrennt. Die Durchlaßschlitze sind mit Rückschlagventilen versehen.
Es ist kompliziert, in diesem Motor die erforderliche Dichtigkeit in der Verdichtungs- und in der Arbeitskammer sicherzustellen, weil die Kontaktfläche der Trennplatten und der Oberfläche des Rotors bei seiner Bewegung verändert wird. Dabei ist die kinematische Verkopplung, die für die radiale Verschiebung sorgt, sehr komplex. Außerdem ist der Ring mit Durchlaßschlitzen während des Betriebs des Motors den erhöhten Temperaturen ausgesetzt. Dies wirkt sich negativ auf die Zuverlässigkeit der Funktion der Rückschlagventile aus.
Dem technischen Sinn und dem erreichten Ergebnis nach liegt der vorliegenden Erfindung nach dem Anspruch 3 das Patent RU 2 178 824 besonders nahe. Laut diesem Patent hat das Gehäuse einen Innenraum mit einem ovalen Querschnitt, und der zylindrische Kreisrotor weist Flügel auf. Die Flügel stützen sich mit ihren Enden gegen die innere Oberfläche des Innenraums und bilden somit Räume aus. Am Gehäuse des Motors ist ein Schieber mit Bohrungen befestigt. Die Bohrungen verbinden Kammern unten den Flügeln mit einer Ölpumpe. An der Peripherie der Pumpe sind Schlitze vorhanden. Diese Schlitze verbinden die Treibwerkräume des Motors mit der Atmosphäre und einem Verdichter.
Zum Mangel dieses Motors gehört das Vorhandensein von mehr als zwei Flügeln. Die Erhöhung der Anzahl der Flügel bedingt eine Verminderung des Volumens des Arbeitsraums und eine Verminderung des Drehmoments des Motors, weil die Nutzfläche der Flügel abnimmt. Dabei wirken die Flügel bei der Bildung der Rotationskräfte des Rotors unter Einwirkung des Gasdrucks bei der Verbrennung des Brennstoffs mit. Dabei ist es schwierig, die erforderliche Dichtigkeit in den Arbeitszellen sicherzustellen, weil die Kontaktfläche zwischen den Flügeln und der Oberfläche des Innenraums verändert wird. Aus der Beschreibung und den Figuren ist auch nicht klar, wie die die Rotation des Rotors sicherstellenden Abläufe des Einsaugens, der Verdichtung, der Zündung und Ausdehnung des Brennstoffs in einem Treibkraftraum verlaufen.
Durch DE 10 2005 038 531 A1 ist ein Rotormotor bekannt, der ein Gehäuse mit einem Innenraum und einen Rotor umfasst, der auf einer Welle koaxial mit der Symmetrieachse des Innenraums und der Rotationsachse der Welle befestigt ist. Der Innenraum des Gehäuses ist durch einen am Gehäuse befestigten, eine Einlassöffnung aufweisenden Deckel einerseits und durch einen eine Auslassöffnung aufweisenden Deckel andererseits geschlossen. Zwischen dem mit der Einlassöffnung versehenen Deckel und dem Rotor ist eine Steuerscheibe angeordnet. Die Steuerscheibe liegt am Deckel und am Rotor dicht an. Die Steuerscheibe ist mit zwei Öffnungen versehen und kann sich synchron mit dem Rotor drehen. Die Öffnungen in den Deckeln und in der Steuerscheibe weisen den gleichen Abstand von der Rotationsachse auf. Die Einlassöffnung des Deckels ist beispielsweise um einen Winkel α in der Rotationsrichtung, die Auslassöffnung des Deckels um einen Winkel α in der Richtung gegen Rotation des Rotors und die Öffnungen der Steuerscheibe in einem Kreis in Bezug auf den Rotor gegen seine Rotationsrichtung beispielsweise um einen Winkel β gedreht. Die Steuerscheibe kann sich synchron mit dem Rotor drehen.
Die Aufgabe dieser Erfindung ist die Verbesserung der Konstruktion des Rotormotors, um dessen Zuverlässigkeit, spezifische Leistung zu erhöhen und dessen Funktionen zu erweitern.
Das Wesen der Erfindung besteht im Folgenden. Der Motor enthält ein Gehäuse und einen Rotor. Das Gehäuse ist mit einem Innenraum versehen. Der Rotor ist auf der Welle koaxial mit der Symmetrieachse des Innenraums und der Drehachse der Welle befestigt. Der Innenraum des Gehäuses ist von einer Seite mittels eines am Gehäuse befestigten und mit zwei Einlassöffnungen versehenen Deckels geschlossen. Von der anderen Seite ist das Gehäuse mittels eines zwei Auslassöffnungen aufweisenden Deckels geschlossen. Zwischen dem Deckel mit Einlassöffnungen und dem Rotor ist eine Steuerscheibe angeordnet. Die Steuerscheibe liegt am Deckel und am Rotor dicht an. Die Steuerscheibe ist mit zwei Öffnungen versehen und kann sich synchron mit dem Rotor drehen.
Nach den Patentansprüchen 1 und 2 weist das Gehäuse mit dem zylindrischen Innenraum zwei radial entgegengesetzte Kanäle auf. In diesen Kanälen sind Schlitten für Hin- und Herbewegungen angeordnet. Die Schlitten liegen von einer Seite am Deckel und von der anderen Seite an der Steuerscheibe an. Die Schlitten stützen sich auf die Oberfläche des Rotors. Sie teilen den Innenraum in zwei gleiche Halbinnenräume ein, wobei sie der Wellenachse entgegenstreben. Der Rotor hat einen elliptischen Querschnitt und wird von vier zylindrischen Oberflächen gebildet. Der Durchmesser von zwei dieser Oberflächen ist dem Durchmesser des Innenraums gleich. Der Durchmesser von den weiteren zwei Oberflächen ist größer als der Durchmesser des Innenraums. Der Rotor berührt die Oberfläche des Innenraums mittels seiner zylindrischen Oberflächen mit dem kleineren Radius. Somit teilt er jeden Halbinnenraum in zwei Kammern ein. Die Volumen dieser Kammern werden bei der Rotation des Rotors geändert. Dabei sind die Öffnungen in den Deckeln und in der Steuerscheibe diametral entgegengesetzt und weisen den gleichen Abstand von der Rotationsachse auf. Dabei sind die Einlassöffnungen des Deckels innerhalb des Kreises in Bezug auf die Schlitten zum Beispiel um den Winkel α in der Rotationsrichtung gedreht. Die Auslassöffnungen des Deckels sind um den Winkel α in der Richtung gegen die Rotation des Rotors gedreht. Die Öffnungen der Steuerscheibe sind im Kreis in Bezug auf die große Achse des elliptischen Querschnitts des Rotors gegen seine Rotationsrichtung zum Beispiel um den Winkel β gedreht. Die Schlitten stützen sich auf die Oberfläche des Rotors mittels ihrer zylindrischen, konkaven Schuhe. Ihr Radius ist dem großen Radius der zylindrischen Oberflächen des Rotors gleich. Dabei sind die Schuhe an den Enden der Schlitten befestigt. Sie können auf der Drehachse parallel zur erzeugenden Oberfläche des Rotors rotieren. Die Rotorkante ist durch gekreuzte, zylindrische Oberflächen mit einem größeren und einem kleineren Durchmesser gebildet. Die Kanten sind abgerundet ausgefürhrt.
Nach den Patentansprüchen 3 und 4 ist der Innenraum mit einem ovalen Querschnitt ausgeführt. Er hat die Form von zwei Halbkreisen. Die Halbkreise sind durch gerade Linien verknüpft. Im Innenraum ist ein zylindrischer Rotor angeordnet. Die Oberfläche des Rotors berührt die Flächen des Innenraums. Der Rotor teilt den Innenraum des Gehäuses in zwei gleiche Halbinnenräume. Er weist zwei radial entgegengesetzte Nuten auf. In den Nuten sind die Flügel angeordnet, die sich hin- und her bewegen können. Die Flügel liegen einerseits dicht am Deckel und andererseits an der Steuerscheibe an. Die Flügel stützen sich auf die Oberfläche des Innenraums und teilen jeden Halbinnenraum in zwei Kammern. Die Kammern weisen Volumen auf, die sich bei der Rotation des Rotors verändern. Dabei sind die Öffnungen in den Deckeln und in der Steuerscheibe diametral entgegengesetzt. Die Öffnungen weisen auch den gleichen Abstand von der Rotationsachse auf. Dabei sind die Einlassöffnungen im Kreis in Bezug auf die Symmetrieebene zum Beispiel um den Winkel α in der Rotationsrichtung gedreht (dabei verläuft die Symmetrieebene über die Drehachse der Welle und senkrecht zur Geraden, die die Mittelpunkte der Halbkreise des Querschnitts des Innenraum verbindet). Die Auslassöffnungen des Deckels sind um den Winkel α in der Richtung gegen den Rotationssinn gedreht. Die Öffnungen der Steuerscheibe sind im Kreis in Bezug auf die Flügel zum Beispiel um den Winkel β gegen die Rotationsrichtung des Rotors gedreht. Die Schuhe der Flügel stützen sich auf die Oberfläche des Innenraums. Die Schuhe haben zylindrische, gewölbte Oberflächen. Ihr Radius fällt mit dem Radius der zylindrischen Oberflächen des Rotors zusammen. Dabei sind die Schuhe an den Enden der Flügel befestigt. Die Schuhe sind drehbar ausgeführt, wobei die Drehachse parallel zur Erzeugungsoberfläche des Innenraumrotors verläuft.
Im Rotormotor nach den Patentansprüchen 1 und 2 oder 3 und 4 ist vor dem Motor ein Kompressor angeordnet. Eine koaxiale und synchrone Rotation der Rotoren ist möglich. Der Kompressor besteht aus den gleichen Motorbauteilen. Die Querschnitte der Rotoren sind angepasst zusammengesetzt. Zwischen den Gehäusen des Kompressors und des Motors ist statt ihrer Deckel ein Gehäuse mit zwei Verbrennungskammern angeordnet. Jede Verbrennungskammer weist eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung auf. Die Öffnungen sind entgegengesetzt auf einer Kreislinie mit dem gleichen Durchmesser wie die Öffnungen der Steuerscheiben und der Deckel angeordnet. Die Öffnungen werden von einer Seite durch die Steuerscheibe des Kompressors und von der anderen Seite durch die Steuerscheibe des Motors geschlossen. Dabei ist das Gehäuse des Motors so angeordnet, dass seine Radialkanäle oder die Ebene durch die Rotationsachse der Welle (diese Ebene verläuft senkrecht zur Geraden, die die Mittelpunkte der Halbkreise des Querschnitts des Innenraums verbindet) auf der Achse in Bezug auf die gleichen Teile des Kompressorgehäuses zum Beispiel um den Winkel 2α gegen die Rotationsrichtung der Welle gedreht sind. Die Öffnungen der Verbrennungskammern sind in Bezug auf die Einlassöffnungen des Kompressors um den Winkel 2α gegen die Rotationsrichtung der Welle gedreht. Die Öffnungen der Steuerscheibe des Kompressors sind im Kreis in Bezug auf die große Achse des elliptischen Querschnitts des Rotors oder der Flügel zum Beispiel um den Winkel β in die Rotationsrichtung der Welle gedreht. Die Öffnungen der Steuerscheibe des Motors sind um den Winkel β gegen die Rotationsrichtung der Welle gedreht. Die Auslassöffnungen des Motors sind um den Winkel 2α gegen die Rotationsrichtung der Welle in Bezug auf die Öffnungen der Verbrennungskammern gedreht.
In den 1–4 ist ein Gesamtschema des Motors nach den Patentansprüchen 1, 2 dargestellt. Der Motor weist ein Gehäuse 1 mit einem zylindrischen Innenraum und einen Rotor 2 auf. Der Querschnitt des Rotor ist elliptisch ausgeführt. Der Innenraum ist auf der Achse 3 koaxial zur Symmetrieebene des Innenraums und zur Rotationsachse der Welle befestigt. Der Innenraum des Gehäuses ist mit einem am Gehäuse befestigten, zwei Öffnungen 5 aufweisenden Deckel 4 und einem zwei Öffnungen 7 aufweisenden Deckel 6 geschlossen. Zwischen dem Deckel 4 und dem Rotor 2 ist eine mit Öffnungen 9 versehene Steuerscheibe 8 eingebaut. Die Steuerscheibe 8 kann synchron mit dem Rotor 2 drehen. Die Öffnungen in jedem Deckel 4, 6 und in der Steuerscheibe 8 sind diametral entgegengesetzt und weisen den gleichen Abstand von der Rotationsachse der Welle auf. Im Gehäuse gibt es zwei radial entgegengesetzte Kanäle 10. In den Kanälen sind Schlitten 11 mit Schuhen 12 angeordnet. Die Schlitten 11 können sich hin- und herbewegen. Die Oberflächen der Schuhe 12 sind zylindrisch und konkav ausgeführt. Diese Oberflächen der Schuhe 12 stützen sich drehbar auf die Oberfläche des Rotors. Dadurch können die Schuhe auf der Achse gedreht werden, die parallel zur erzeugenden Oberfläche des Rotors verläuft. In Kammern 13 erfolgt eine Gas- bzw. Dampfausdehnung. Die Gase stellen Verbrennungsprodukte dar. Die Gase (bzw. der Dampf) gelangen in die Kammern 13 durch Öffnungen 5 des Deckels 4 und Öffnungen 9 der Steuerscheibe 8. Die Gase erzeugen ein Drehmoment an der Welle des Motors. In Kammern 14 werden die Abgase bzw. der Dampf durch Öffnungen 7 des Deckels 6 verdrängt.
In den 5–8 ist ein Gesamtschema des Motors nach den Patentansprüchen 3, 4 dargestellt. Der Motor enthält:

– ein Gehäuse 15 mit einem Innenraum, der einen ovalen Querschnitt aufweist,
– einen zylindrischen Rotor 16, der auf der Welle 3 koaxial mit der Symmetrieachse des Innenraums und der Rotationsachse der Welle befestigt ist,
– einen Deckel 4 mit Öffnungen 5 und einen Deckel 6 mit Öffnungen 7, wobei diese Deckel den Innenraum des Gehäuses verschließen und fest mit dem Gehäuse verbunden sind.

Zwischen dem Deckel 4 und dem Rotor 16 ist eine Öffnungen aufweisende Steuerscheibe 8 angeordnet. Die Steuerscheibe liegt am Deckel und am Rotor dicht an. Die Steuerscheibe kann synchron mit dem Rotor drehen. Die Öffnungen in jedem Deckel und in der Steuerscheibe sind diametral entgegengesetzt und weisen den gleichen Abstand von der Rotationsachse der Welle auf. Der Rotor weist zwei radial entgegengesetzte Nuten 17 auf. In den Nuten 17 sind Flügel 18 angeordnet. Die Flügel 18 können sich hin- und herbewegen. Die Flügel liegen dicht am Deckel 6 einerseits und an der Steuerscheibe 8 andererseits an. An den Enden der Flügel 18 sind Schuhe 19 drehbar auf der Achse befestigt, die der erzeugenden Oberfläche des Innenraums parallel ist. Die Schuhe weisen zylindrische, konvexe Oberflächen auf. Die Flügel 18 stützen sich mittels der Schuhoberflächen auf die Oberfläche des Innenraums. In Kammern 20 erfolgt eine Ausdehnung der Gase (Verbrennungsprodukte) oder des Dampfs. Die Gase bzw. der Dampf gelangen durch die Öffnungen 5 des Deckels 4 und die Öffnungen 9 der Steuerscheibe 8 in die Kammer 20. Die Gase erzeugen ein Drehmoment an der Welle des Motors. In Kammern 21 werden die Abgase durch die Öffnungen 7 des Deckels 6 verdrängt.
In dn 9–14 (s. Patentanspruch 5) ist ein Gesamtschema eines Motors 22 mit einem Kompressor 23 dargestellt. Der Kompressor 23 ist so vor dem Motor 22 befestigt, dass Rotoren 24 auf einer Welle 25 sich koaxial und synchron drehen können. Der Kompressor 23 besteht aus den gleichen Teilen des Motors 22. Dabei sind die Querschnitte der Rotoren 24 angepasst zusammengesetzt. Zwischen einem Gehäuse 26 des Kompressors 23 und einem Gehäuse 26 des Motors 22 ist ein fest daran befestigtes, zwei Verbrennungskammern 28 aufweisendes Gehäuse 27 angeordnet. Jede Verbrennungskammer 28 weist eine Einlassöffnung 29 und eine Auslassöffnung 30 auf. Sie werden dicht von einer Seite durch die Steuerscheibe 8 des Kompressors 23 und von der anderen Seite durch die Steuerscheibe 8 des Motors 22 geschlossen. Dabei ist das Gehäuse 26 des Motors 22 so angeordnet, dass seine radiale Kanäle oder die Ebene durch die Rotationsachse der Welle (dabei verläuft diese Ebene senkrecht zur Geraden, die die Mittelpunkte des Halbkreises des Querschnitts des Innenraums verbindet) in Bezug auf die gleichen Elemente des Gehäuses 26 des Kompressors 23 um den Winkel 2α gegen die Rotationsrichtung der Welle gedreht sind. Die Öffnungen 7 des Deckels 6 des Kompressors 23 und die Öffnungen 7 des Deckels 6 des Motors 22 sowie die Öffnungen 9 der Steuerscheiben 8 und die Öffnungen 29 und 30 der Verbrennungskammern 28 sind diametral entgegengesetzt auf einer Kreislinie verteilt und weisen den gleichen Abstand von der Rotationsachse auf. Die Öffnungen 29 und 30 der Verbrennungskammern 28 sind auf der Achse in Bezug auf die Öffnungen 7 des Deckels 6 des Kompressors 23 um den Winkel 2α gegen die Rotationsrichtung der Welle gedreht. Die Öffnungen 9 der Steuerscheibe 8 des Kompressors 23 sind auf der Welle in Bezug auf die große Achse des elliptischen Querschnitts des Rotors oder der Flügel zum Beispiel um den Winkel β in der Rotationsrichtung der Welle gedreht. Die Öffnungen 9 der Steuerscheibe 8 des Motors 22 sind um den Winkel (β gegen die Rotationsrichtung der Welle gedreht. Die Öffnungen 7 des Deckels 6 des Motors 22 sind um den Winkel 2α gegen die Rotationsrichtung der Welle in Bezug auf die Öffnungen 29 und 30 der Verbrennungskammern 28 gedreht.
Die Öffnungen 7 des Deckels 6 des Kompressors 23 verbinden die Kammern 31 mit der Atmosphäre. Die Kammern 32 werden mit den Verbrennungskammern 28 durch die Öffnungen 9 der Steuerscheibe und Öffnungen 29 verbunden. Die Verbrennungskammern 28 werden mit den Kammern 33 durch die Öffnungen 30 der Verbrennungskammern 28 und Öffnungen 9 der Steuerscheibe 8 des Motors 22 verbunden. Die Öffnungen 7 des Deckels 6 des Motors 22 dienen zur Ableitung der Abgase aus den Kammern 34.
Die Übersichtsschemas der Rotormotoren sind in den 1–4 und 5–8 dargestellt. Diese Rotormotoren werden durch Gas (Verbrennungsprodukte des Brennstoffs) oder Dampf angetrieben. Das Gas bzw. der Dampf wird unter Druck in die Kammer 13, 20 gefördert.
Die Rotormotoren arbeiten folgendermaßen.
In den 1–4 werden die Schlitten 11 mittels der Schuhe 12 gegen die Oberfläche des Rotors 2 gedrückt. Dies erfolgt unter Wirkung von Kräften P, zum Beispiel der Feder, und des Drucks der Gase oder des Dampfs. Die Gase bzw. die Dämpfe werden dabei in die Kammern 13 gefördert. Die Kammern 13 und 14 werden durch die Oberflächen des Rotors, der Schlitten mit Schuhen, des Innenraums des Gehäuses, des Deckel und der Steuerscheibe gebildet. Die Volumen der Kammern werden bei der Rotation des Rotors 2 verändert. Das Gas oder der Dampf gelangt unter Druck in die Kammern 13 durch die Öffnungen 5 des Deckels 4. Die Öffnungen 5 werden mittels der Öffnungen 9 der Steuerscheibe 8 geöffnet. Das Volumen des Eintrittgases oder -dampfs in die Kammern 13 hängt von seinem Druck, der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors und der Fläche der Öffnungen 5 und Öffnungen 9 der Steuerscheibe 8 ab. In den Kammern 13 dehnt sich das Gas oder der Dampf aus, vorausgesetzt, dass die Öffnungen 5 durch die Steuerscheibe 8 geschlossen sind. Dabei erfüllt das Gas oder der Dampf seine Arbeit, wobei der Rotor gedreht wird. Gleichzeitig drängt der rotierende Rotor die Abgase oder Dämpfe aus den Kammern 14 durch die Öffnungen 7 des Deckels 6 hinaus. Der komplette Arbeitskreislauf des Motors erfolgt innerhalb einer Halbdrehung des Rotors. Bei der weiteren Rotation des Rotors öffnen die Öffnungen 9 der Steuerscheibe 8 die Öffnungen 5 des Deckels 4. Eine neue Portion des Gases oder Dampfs wird in die Kammern 13 unter Druck eingeleitet, und der Arbeitskreislauf wiederholt sich.
In den 5–8 werden die Flügel 18 mittels der Schuhe 19 gegen die Oberflächen des Innenraums des Gehäuses 15 gedrückt. Dies erfolgt beispielsweise unter Wirkung der Feder, der zentrifugalen Kräfte und des Drucks der Gase bzw. des Dampfs. Die Gase oder der Dampf gelangt in die Kammern 20. Die Kammer 20 und 21 werden durch die Oberflächen des Rotors, der Flügel mit Schuhen, den Innenraum des Gehäuses, den Deckel und die Steuerscheibe begrenzt. Die Volumen der Kammern werden bei der Rotation des Rotors 16 verändert. Das Gas oder der Dampf gelangt unter Druck in die Kammern 20 durch die Öffnungen 5 des Deckels 4. Die Öffnungen 5 werden durch die Öffnungen 9 der Steuerscheibe 8 geöffnet. In den Kammern 20 dehnt sich das Gas oder der Dampf aus, vorausgesetzt, dass die Öffnungen 5 durch die Steuerscheibe 8 geschlossen sind. Dabei erfüllt das Gas oder der Dampf seine Arbeit, wobei der Rotor gedreht wird. Gleichzeitig drängt der rotierende Rotor die Abgase oder den Dampf aus den Kammern 21 durch die Öffnungen 7 des Deckels 6 hinaus. Der komplette Arbeitskreislauf des Motors erfolgt innerhalb einer Halbdrehung des Rotors. Bei der weiteren Rotation des Rotors 16 öffnen die Öffnungen 9 der Steuerscheibe 8 die Einlassöffnungen 5 des Deckels 4. Eine neue Portion des Gases oder Dampfs wird in die Kammer 20 unter Druck eingeleitet, und der Arbeitskreislauf wiederholt sich.
Der Verbrennungsrotormotor, dessen Übersichtsschema in den 1–4 und 5–8 dargestellt ist, arbeitet folgendermaßen.
Während der Rotation der Welle 25 mit Rotoren 24 wird Luft in die Kammern 31 des Kompressors 23 durch die Öffnungen 7 des Deckels 6 eingesaugt. Die Kammer 31 werden mit der Luft gefüllt, bis die Öffnungen 7 durch die Stirnfläche des Rotors 24 des Kompressors 23 geschlossen werden. Die in den Kompressor 23 eingesaugte Luft wird in den Kammern 32 verdichtet. Dabei müssen die Öffnungen 29 der Verbrennungskammern 28 durch die Steuerscheibe 8 des Kompressors 23 geschlossen sein. Die Verdichtung erfolgt mit Hilfe des Rotors 24 des Kompressors 23. Dann wird die Luft durch die Öffnungen 9 der Steuerscheibe 8 des Kompressors 23 und durch die geöffneten Öffnungen 29 in die Verbrennungskammern 28 geleitet. In diese Verbrennungskammern 28 wird auch der Brennstoff gefördert. Dies erfolgt, nachdem die Öffnungen 29 und 30 durch die Steuerscheibe 8 geschlossen sind. In den Verbrennungskammern 28 wird das Brennstoff-Luft-Gemisch beispielsweise von einer Zündkerze entzündet. Die Verbrennungsprodukte gelangen durch die Öffnungen 9 der Steuerscheibe 8 des Motors 22 in die Kammern 33 des Motors 22. In diesen Kammern dehnen sich die Verbrennungsprodukte aus und erfüllen ihre Funktion, wobei sie den Rotor drehen. Die Abgase in den Kammern 34 werden durch den Rotor 24 des Motors 22 durch die Öffnungen 7 des Deckels 6 verdrängt. Das Einsaugen und Verdichten im Kompressor sowie die Ausdehnung der Verbrennungsprodukte und die Ableitung der Abgase im Motor erfolgen gleichzeitig. Bei der weiteren Rotation der Rotoren wiederholt sich der Arbeitskreislauf.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse mit zylindrischem Innenraum
2: Rotor mit elliptischem Querschnitt
3: Welle
4: Deckel
5: Öffnungen
6: Deckel
7: Öffnungen
8: Steuerscheibe
9: Öffnungen der Steuerscheibe
10: Kanäle
11: Schlitten
12: Schuhe der Schlitten
13: Kammern für die Ausdehnung der Gase oder des Dampfs
14: Kammern für die Abgase oder Dämpfe
15: Gehäuse mit einem Innenraum mit ovalem Querschnitt
16: zylindrischer Rotor
17: Nuten
18: Flügel
19: Schuhe der Flügel
20: Kammern für die Ausdehnung der Gase oder des Dampfs
21: Kammern für Abgase oder Dämpfe
22: Motor nach den Patentansprüchen 1, 2 bzw. nach den Patentansprüchen 3, 4
23: Kompressor, der aus den gleichen Bauteilen wie der Motor 22 besteht
24: Rotor mit dem elliptischen Querschnitts nach den Ansprüchen 1, 2 oder zylindrischer Rotor nach den Patentansprüchen 3, 4
25: Welle
26: Gehäuse mit einem zylindrischen Innenraum nach den Ansprüchen 1, 2 oder mit einem ovalen Querschnitt nach den Patentansprüchen 3, 4
27: Gehäuse mit Verbrennungskammern
28: Verbrennungskammern
29: Einlassöffnung der Verbrennungskammer
30: Auslassöffnung der Verbrennungskammer
31: Kammern für die Lufteinsaugung
32: Kammern für die Luftverdichtung
33: Kammern für die Ausdehnung der Verbrennungsprodukte
34: Kammern für die Abgase

Claims

Rotormotor, der ein Gehäuse mit einem Innenraum und einen Rotor enthält, der auf einer Welle koaxial mit der Symmetrieachse des Innenraums und der Rotationsachse der Welle befestigt ist, wobei: – der Innenraum des Gehäuses durch einen am Gehäuse befestigten, zwei Einlassöffnungen aufweisenden Deckel einerseits und durch einen zwei Auslassöffnungen aufweisenden Deckel andererseits geschlossen ist, – zwischen dem mit Einlassöffnungen versehenen Deckel und dem Rotor eine Steuerscheibe angeordnet ist, die am Deckel und am Rotor dicht anliegt, – die Steuerscheibe mit zwei Öffnungen versehen ist und sich synchron mit dem Rotor drehen kann, – das einen zylindrischen Innenraum aufweisende Gehäuse zwei radial entgegen gesetzte Kanäle aufweist, in denen Schlitten für Hin- und Herbewegungen angeordnet sind, – die Schlitten auf der einen Seite am Deckel und auf der anderen Seite an der Steuerscheibe anliegen, sich auf die Oberfläche des Rotors stützen und den Innenraum in zwei gleiche Halbinnenräume einteilen, wobei sie der Wellenachse entgegenstreben, – der Rotor einen elliptischen Querschnitt aufweist und von vier zylindrischen Oberflächen gebildet ist, – der Durchmesser von zwei dieser Oberflächen dem Durchmesser des Innenraums gleich ist und der Durchmesser von den weiteren zwei Oberflächen größer als der Durchmesser des Innenraums ist, – der Rotor die Oberfläche des Innenraums mittels seiner zylindrischen Oberflächen mit dem kleineren Radius berührt und somit jeden Halbinnenraum in zwei Kammern einteilt, – die Volumen dieser Kammern bei der Rotation des Rotors geändert werden, – dabei die Öffnungen in den Deckeln und in der Steuerscheibe diametral entgegengesetzt sind und den gleichen Abstand von der Rotationsachse aufweisen und – dabei die Einlassöffnungen des Deckels innerhalb des Kreiss in Bezug auf die Schlitten beispielsweise um einen Winkel α in der Rotationsrichtung, die Auslassöffnungen des Deckels um einen Winkel α in der Richtung gegen Rotation des Rotors und die Öffnungen der Steuerscheibe in einem Kreis in Bezug auf die große Achse des elliptischen Querschnitts des Rotors gegen seine Rotationsrichtung beispielsweise um einen Winkel β gedreht sind, – vor dem Motor ein Kompressor angeordnet ist, damit die Rotoren koaxial und synchron rotieren können, – der Kompressor aus den gleichen Teilen wie die Motorbauteile besteht, – die Querschnitte der Rotoren angepasst zusammengesetzt sind, – zwischen den Gehäusen des Kompressors und Motors statt ihrer Deckel ein Gehäuse mit zwei Verbrennungskammern angeordnet ist, – jede Verbrennungskammer eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung aufweist, wobei diese Öffnungen entgegengesetzt auf einer Kreislinie mit dem gleichen Durchmesser wie die Öffnungen der Steuerscheiben und der Deckel angeordnet sind, – die Öffnungen auf der einen Seite durch die Steuerscheibe des Kompressors und auf der anderen Seite durch die Steuerscheibe des Motors geschlossen werden, – dabei das Gehäuse des Motors so angeordnet ist, dass seine Radialkanäle oder die senkrecht zur Geraden, die die Mittelpunkte der Halbkreise des Querschnitts des Innenraums verbindet, verlaufende Ebene durch die Rotationsachse der Welle auf der Achse in Bezug auf die gleichen Teile des Kompressorgehäuses beispielsweise um einen Winkel 2α gegen die Rotationsrichtung der Welle, die Öffnungen der Verbrennungskammern in Bezug auf die Einlassöffnungen des Kompressors um den Winkel 2α gegen die Rotationsrichtung der Welle und die Öffnungen der Steuerscheibe des Kompressors in einem Kreis in Bezug auf die große Achse des elliptischen Querschnitts des Rotors oder der Flügel beispielsweise um einen Winkel β in die Rotationsrichtung der Welle, ferner die Öffnungen der Steuerscheibe des Motors um einen Winkel β gegen die Rotationsrichtung der Welle und die Auslassöffnungen des Motors um einen Winkel 2α gegen die Rotationsrichtung der Welle in Bezug auf die Öffnungen der Verbrennungskammern gedreht sind.
Rotormotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitten sich auf die Oberfläche des Rotors mittels ihrer zylindrischen, konkaven Schuhe stützen, das ihr Radius dem großen Radius der zylindrischen Oberflächen des Rotors gleich ist, dass dabei die Schuhe an den Enden der Schlitten befestigt sind und auf der Drehachse parallel zur erzeugenden Oberfläche des Rotors rotieren können, dass die Rotorkante durch gekreuzte, zylindrische Oberflächen mit einem größeren und einem kleineren Durchmesser gebildet ist und dass die Kanten abgerundet ausgebildet sind.
Rotormotor, der ein Gehäuse mit einem Innenraum und einen Rotor enthält, der auf einer Welle koaxial mit der Symmetrieachse des Innenraums und der Drehachse der Welle befestigt ist, wobei: – der Innenraum des Gehäuses durch einen am Gehäuse befestigten, zwei Einlassöffnungen aufweisenden Deckel einerseits und durch einen zwei Auslassöffnungen aufweisenden Deckel andererseits geschlossen ist, – zwischen dem die Einlassöffnungen aufweisenden Deckel und dem Rotor eine Steuerscheibe angeordnet ist, die am Deckel und am Rotor dicht anliegt, – die Steuerscheibe mit zwei Öffnungen versehen ist und sich synchron mit dem Rotor drehen kann, – der Innenraum im Gehäuse mit einem ovalen Querschnitt ausgeführt ist und die Form von zwei Halbkreisen mit gleichen Durchmessern aufweist, wobei die Halbkreise durch gerade Linien verknüpft sind, – im Innenraum ein zylindrischer Rotor angeordnet ist, dessen Oberfläche die Flächen des Innenraums berührt, der den Innenraum des Gehäuses in zwei gleiche Halbinnenräume einteilt und zwei radial entgegen gesetzte Nuten aufweist, in denen Flügel angeordnet sind, die sich hin- und her bewegen können, – die Flügel einerseits dicht am Deckel und andererseits an der Steuerscheibe anliegen, – die Flügel sich auf die Oberfläche des Innenraums stützen und jeden Halbinnenraum in zwei Kammern teilen, – die Kammern Volumen aufweisen, die sich bei der Rotation des Rotors verändern, wobei die Öffnungen in den Deckeln und in der Steuerscheibe diametral entgegengesetzt sind und auch den gleichen Abstand von der Rotationsachse aufweisen, – dabei die Einlassöffnungen in einem Kreis in Bezug auf die Symmetrieebene beispielsweise um einen Winkel α in der Rotationsrichtung gedreht sind, wobei die Symmetrieebene über die Drehachse der Welle und senkrecht zur Geraden verläuft, die die Mittelpunkte der Halbkreise des Querschnitts des Innenraum verbindet, und dass die Auslassöffnungen des Deckels um einen Winkel α in der Richtung gegen den Rotationssinn und die Öffnungen der Steuerscheibe in einem Kreis in Bezug auf die Flügel beispielsweise um einen Winkel β gegen die Rotationsrichtung des Rotors gedreht sind, – vor dem Motor ein Kompressor angeordnet ist, damit die Rotoren koaxial und synchron rotieren können, – der Kompressor aus den gleichen Teilen wie die Motorbauteile besteht, – die Querschnitte der Rotoren angepasst zusammengesetzt sind, – zwischen den Gehäusen des Kompressors und Motors statt ihrer Deckel ein Gehäuse mit zwei Verbrennungskammern angeordnet ist, – jede Verbrennungskammer eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung aufweist, wobei diese Öffnungen entgegengesetzt auf einer Kreislinie mit dem gleichen Durchmesser wie die Öffnungen der Steuerscheiben und der Deckel angeordnet sind, – die Öffnungen auf der einen Seite durch die Steuerscheibe des Kompressors und auf der anderen Seite durch die Steuerscheibe des Motors geschlossen werden, – dabei das Gehäuse des Motors so angeordnet ist, dass seine Radialkanäle oder die senkrecht zur Geraden, die die Mittelpunkte der Halbkreise des Querschnitts des Innenraums verbindet, verlaufende Ebene durch die Rotationsachse der Welle auf der Achse in Bezug auf die gleichen Teile des Kompressorgehäuses beispielsweise um einen Winkel 2α gegen die Rotationsrichtung der Welle, die Öffnungen der Verbrennungskammern in Bezug auf die Einlassöffnungen des Kompressors um den Winkel 2α gegen die Rotationsrichtung der Welle und die Öffnungen der Steuerscheibe des Kompressors in einem Kreis in Bezug auf die große Achse des elliptischen Querschnitts des Rotors oder der Flügel beispielsweise um einen Winkel β in die Rotationsrichtung der Welle, ferner die Öffnungen der Steuerscheibe des Motors um einen Winkel β gegen die Rotationsrichtung der Welle und die Auslassöffnungen des Motors um einen Winkel 2α gegen die Rotationsrichtung der Welle in Bezug auf die Öffnungen der Verbrennungskammern gedreht sind.
Rotormotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich Schuhe der Flügel auf die Oberfläche des Innenraums stützen und zylindrische, gewölbte Oberflächen aufweisen, deren Radius mit dem Radius der zylindrischen Oberflächen des Rotors zusammenfällt, und dass dabei die Schuhe an den Enden der Flügel befestigt und drehbar ausgebildet sind, wobei die Drehachse parallel zur Erzeugungsoberfläche des Innenraums Rotors verläuft.