DE1551115A1

DE1551115A1 - Rotationskolben-Verbrennungsmotor insbesondere luftgekuehlter Rotationskolbenmotor fuer das Gas-Luftgemisch oder luftgekuehlter Rotationskolben-Dieselmotor

Info

Publication number: DE1551115A1
Application number: DE19661551115
Authority: DE
Inventors: Alfred Jordan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-09-29
Filing date: 1966-09-29
Publication date: 1970-06-11
Also published as: US3369529A

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotationskolben-Verbrennungsmotor, insbesondere einen luftgekühlten Rotationskolbenmotor für Gas-Luftgemisch oder einen luftgekühlten Rotationskolben-Dieselmotor, mit einem zylindrischen Gehäuse von innerem ovalem Querschnitt und Seitenwänden, die zusammen einen Innenraum begrenzen, welcher senkrecht zu den Seitenwänden von einer Welle mit starren Armen durchsetzt ist, wobei an den Enden der starren Arme Kolben schwenkbar gelagert sind, die mit ihren Kanten ständig an der Innenfläche des Mantels gleiten.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, wie in einem solchen zylindrischen Gehäuse mit innerer ovaler Mantelfläche auch ein Triebwerk mit vier Kolben zu verwirklichen ist, indem nach dem Patent .._o(Patentanmeldung J 23 801 Ia/46a^ vom 19.9.1962) zwecks Erhalts eines Motors mit vier Kolben zusätzliche Arme vorgesehen sind, die um die zentrale Welle drehbar gelagert sind. Es ist weiter dafür vorgesehen, daß cOie Kolben in ihren Kanten um jeweils eine Dichtungshalbwalze schwenkbar sind.

In dieser Lösung besteht die Schwierigkeit darin, daß das Triebwerk eine ungleichförmige Winkelgeschwindigkeit der Wellenumdrehung erreicht. Kolben, die in ihrem Drehpunkt in der Mitte des; Kolbens um Kurbelzapfen gelagert sind, müssen

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im Bereich der langen Symmetrieachse eine größere und damit zeitiängere Kolbenschwenkung ausführen, als im Bereich der kurzen Symmetrieachse mit geringerer Kolbenschwenkung. Diese Ungleichförmigkeit der Wellenumdrehung kann daher nur durch Aufkeilung zusätzlicher Schwungmassen ausgeglichen werden. Durch die Anordnung von beweglichen Armen ergibt sich weiter der Nachteil, daß bewegliche Arme um die Welle keine Drehung der Welle bewirken.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, den Rotationskolben-Verbrennungsmotor so weit zu verbessern, daß eine gleichförmige kinematische Gleichförmigkeit der Welle'numdrehung aufgrund der Geometrie des Triebwerks ohne zusätzliche Schwungmassen erreicht wird.

Zur Erreichung dieses Zieles ist die Drehung der Welle durch starre und gleichzeitig vorhandene bewegliche Arme und Kurbelzapfen, die im Drehpunkt (D) des Kolbens gelagert sind, fallen gelassen und eine Lösung gefunden wordön, wie die Drehung der Welle aus den Eckpunkten (E) eines gleichseitigen Gelenkvierecks und damit durch die Kolbenenden erfolgen kann.

Die Erfindung gibt eine einfache Lösung hierfür an, wie bei einem Rotationskolben-Verbrennungsmotor, insbesondere luftgekühlten Rotationskolbenmotor für Gas-Luftgemisch oder luftgekühlten Rotationskolben-Dieselmotor, mit einem zylindrischen Gehäuse von innerem, ovalem Querschnitt und Seitenwänden, die zusammen einen Innenraum begrenzen, welcherr senkrecht zu den Seitenwänden von einer Welle mit starren Armen durchsetzt ist, wobei an den Enden der Arme Kolben schwenkbar gelagert sind, die mit ihren Kanten ständig an der Innenfläche des Mantels gleiten, die geometrische Gleichförmigkeit der Wellenumdrehung erreicht wird, indem vier schwenkende Kolben an ihren Kolbenenden um vier Gelenkwalzen schwenkbar gelagert sind.

Die vorliegende Erfindung gibt auch weitere Möglichkeiten an,

wie nach dem Hauptpatent (Patentanmeldung ν. 28.7Ί96Ο

J 18 497 Ia/46a^) die gleichmäßige Luftkühlung der gesamten

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inneren und äußeren Gehäusewände und die gleichmäßige Luftkühlung der inneren und äußeren Kolbenflächen zur Beherrschung der- inneren Wandtemperaturen, besonders der heißen Zone von der Zündstelle bis zum Auslaßkanal, auch bei geschlossenen Seitenwänden nur durch Kühlkolben erreicht werden kann. Zu-. gleich ist die axiale Kühlluftstromführung durch den Fortfall des Schwungrades vereinfacht und durch ein umschlossenes Radialgebläse verbessert worden. Der Forderung der Öffentlichkeit zur Geräuschminderung an Motoren wird durch die Verwendung von Kühlkolben weitgehend entsprochen, weil kein Geräusch durch ein außerhalb des Gehäuses mit der Welle rotierendes Kühlluftgegläse verursacht wird.

Das l'riebwerk rotiert gleichfalls in bekannter Weise nach der Bewegungsgeometrie eines gleichseitigen Gelenkvierecks, indem die vier Gelenkwalzen mit ihren Mittelpunkten auf den Eckpunkten (E) eines gleichseitigen Gelenkvierecks rotieren und die vier Kolben in bekannter Weise mit den Drehpunkten (D) und zugleich Schwerpunkten auf einem gemeinsamen Drehpunktkreis rotieren.

Wenn die Kolben im Falle einer feststehenden Welle an ihren Kanten oder Dichtungswalzen radial zum Wellenmittelpunkt bewegt werden, so bleibt die Welle in ihrer Ruhelage stehen. Wird die gleiche Kolbenbewegung während der Drehung des Triebwerks im Falle eines ruhenden Gehäuses durchgeführt, wobei sich die Arbeitskammern bilden, so dreht sich die Welle ohne Beeinflussung durch die schwenkenden Kolben mit gleicher Winkelgeschwindigkeit, so daß die geometrische Gleichförmigkeit der Wellenumdrehung erreicht ist (Fig.1 und Fig.2). Im Falle eines angehängten Getriebes bleiben die Flanken der Zahnräder m einer ständigen Gleitbewegung.

Für die Führung der Gelenkwalzenmittelpunkte ist eine größere, innere ovale Mantelfläche erforderlich (Fig. 3). Sie kann nicht aus den Eckpunkten eines größeren Quadrates erstellt werden.

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Zum Beweis ist aus gleichem versetztem Mittelpunkt (VM.) die Flanke für den inneren ovalen Drehkreis für Punkt (E) eingezeichnet und mit (r.) eine linear größere Flanke für die innere ovale Mantelfläche eingezeichnet. Diese Flanke ist nicht gleich der ermittelten Flanke, die einen kleineren Mittelpunkt (VM₂) mit (r₂) aufzeigt. Sie muß zeichnerisch dadurch ermittelt werden, daß sich die innere ovale Mantelfläche aus einer radial geführten Seite ergibt, die um den Wellenmittelpunkt (M) radial verschiebbar gelagert ist und mit einem Festpunkt im Eckpunkt (E) eines um den Wellenmittelpunkt (M) rotierenden gleichseitigen Gelenkvierecks gelagert ist, während ein frei gewählter Endpunkt dieser Seite über den Eckpunkt (E) hinaus die gesuchte innere ovale Mantelfläche während der Rotation aufzeichnet. Der frei gewählte Abstand zwischen Eckpunkt (E) und Endpunkt der Seite entspricht dann dem Abstand zwischen Gelenkwalzenmittelpunkt und innerer ovaler Mantelfläche. Wird die innere ovale Mantelfläche nicht nach dieser Geometrie erstellt, so ergeben sich zwangsläufig größere Kuppen und flachere Flanken, so daß die Mittelpunkte der Gelenkwalzen nicht auf dem ovalrunden Drehkreis durch die Dichtungswalzen geführt werden können.

Die Drehung der Welle kann während des periodisch sich verändernden Abstandes zwischen den Gelenkwalzen und dem Mittelpunkt der Welle dadurch erreicht werden, daß an der welle vier oder mehr starre Arme mit inneren Hohlbohrungen angeordnet sind und vier oder mehr radial verschiebbare Arme in diesen Bohrungen gleiten. An den Enden von vier oder mehr radial verschiebbaren Armen sind vier Gelenkwalzen befestigt. Zwei oder mehr verschiebbare Arme sind mit achsenparallelen Bolzen verbunden. Alle vier oder mehr radial verschiebbaren Arme müssen sich während der Rotation radial verschieben, ohne daß die Festigkeit des Triebwerks nachläßt. Diese Forderung wird erfindungsgemäß dadurch mit einfachen Bauteilen erfüllt, daß die Bewegung der in den Bohrungen der starren Arme gleitenden radial verschiebbaren Arme durch Bolzen und Lenker erfolgt, wobei alle Lenker an ihren Enden Bohrungen von gleich weitem

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Lochabstand haben. Die Bolzen und damit zugleich das gesamte Triebwerk müssen sich daher symmetrisch auf den Eckpunkten (E) eines gleichseitigen Gelenkvierecks verschieben.

Die Führung der vier Gelenkwalzen auf dem ovalen Drehkreis, weit umgreifende Kolbenenden um die Gelenkwalzen gegen Zünddrücke und Zentrifugalkräfte, die Vermeidung toter Räume zwischen Kolben und Gelenkwalzen im Zeitpunkt der Zündung, die Abdichtung von einer Arbeitskammer zur anderen und die Vermeidung einer linearen Abstützung gegen die innere ovale Mantelfläche wird dadurch erreicht, daß in den Gelenkwalzen mit größerem Durchmesser Dichtungswalzen mit kleinerem Durchmesser exzentrisch gelagert sind, wobei die Mittelpunkte beider Walzen in radialer Richtung zum Wellenmittelpunkt angeordnet sindο Eine flächige Abstützung am inneren ovalen Gehäusemantel erfolgt durch Gleitflächen an jeder Dichtungswalze, die der Sehne eines Kreises entsprechen. In den Gleitflächen jeder Dichtungswalze sind zwei radial gestellte Dichtungsleisten in Führungsnuten eingelegt, die an den Enden der Gleitfläche vorgesehen sind, da der Mittelteil der Gleitfläche als Eckpunkt (E) eines gleichseitigen Gelenkvierecks für die Abstützung des Triebwerks erhalten bleiben muß. In den Gelenkwalzen sind weitere zwei kleine Dichtungsleisten in Führungsnuten eingelegt, die auf die Mittelpunkte der Dichtungswalzen gerichtet sind.

Der Kolben erreicht eine größere Auflagefläche auf den Gelenkwalzen zur Abstützung der Zentrifugalkräfte an den Kolbenenden durch kammartig versetzte Finger, die nebeneinander um die Gelenkwalzen greifen.

Die Abstützung der Massenkräfte gegen die Gehäusewand wird mit diesem Triebwerk verringert, weil sich bei der Bewegung einer Dichtungswalze zugleich drei weitere Dichtungswalzen abstützen, so daß an diesem Gehäuse geringste Rüttelkräfte auftreten. Zugleich erfolgt im Moment der Zündung eine Abstützung des Kolbens an beiden Kolbenenden, so daß der langgestreckte Kolben in seiner Festigkeit nicht so stark auf Durchbiegung beansprucht ist. Die

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Abstützung der Zünddrücke erfolgt im Gehäuse, indem beide Kolbenenden sich an der gegenüberliegenden Hanke des Gehäuses mit den Gelenkwalzen und den Dichtungswalzen abstützen, wobei die zwei in diesem Moment senkrecht stehenden Kolben den Zünddruck übertragen. In den Lenkern und Bolzen wird die Zugbeanspruchung der nach außen drückenden Walzen abgefangen. Da dieses Triebwerk keine Abstützung gegen die Welle kennt, so werden die Welle und die Wellenlager nur gegen Drehung beansprucht, so daß eine zusätzlich gegen Durchbiegung gesicherte und damit eine Welle mit großem Durchmesser nicht erforderlich ist. Dieses Triebwerk rotiert mit den Drehpunkten (D) und zugleich Schwerpunkten der vier gleichgewichtigen Kolben trotz ihrer periodischen Schwenkungen als Schwungmasse auf einem inneren normalen großen Drehkreis. Ein auf der Welle zusätzlich aufgekeiltes Schwungrad ist nicht erforderlich. Die Fliehkräfte der vier Kolben sind einander entgegengerichtet, so daß die Wellenlager von diesem Kräftespiel nichts verspüren. Durch Entlanggleiten der Dichtungswalzenflächen an der inneren ovalen Mantelfläche wird die Schwenkung der Kolben gleichmäßig erzwungen, so daß vier Drehmomente auf eine Wellendrehung einwirken. Im Falle von zwei nebeneinander liegenden Vierkolben-Triebwerken können beide Gehäuse um 90° zueinander versetzt werden, so daß eine noch bessere Laufruhe erreiche wird. Dieses Triebwerk rotiert mit seinen Kolbendrehpunkten (D) und zugleich Kolbenschwerpunkten auf einem normalen Drehkreis um den Wellenmittelpunkt und mit den Bolzen, den Gelenkwalzenmittelpunkten und den Dichtungswalzengleitflachen auf drei ovalen Drehkreisen um den Wellenmittelpunkt.

Dieser kurze Rotationskolben-Verbrennungsmotor mit einem Vierkolben-Triebwerk zeichnet sich durch vierfach gleiche, billig herzustellende und verschleißfeste Teile, durch den Vorteil einer wirkungsvollen inneren und äußeren Luftkühlung aller inneren und äußeren Gehäuse- und Kolbenflächen, durch höchste Verdichtung für Anwendung des Dieselverfahrens, durch gut einzubauende und zu kühlende Vorkammern, durch rückseitig offene Kolben, durch einen günstig umbauten Raum und geringen

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Bauaufwand für kleine wie auch größere Gehäuse, durch Verwendung einer zentralen Welle und Vermeidung von zusätzlichen Getrieben zur Steuerung für eine periodische Kolbenschwenkung ^ aus, so daß mit geringen Baukosten und Bauzeiten eine lange Betriebsdauer und eine hohe Leistung bei geringem Brennstoffverbrauch erzielt wird. In dem gleichen Gehäuse kann wahlweise ein Triebwerk mit einem, zwei oder drei einzeln rotierenden Kolben entweder mit Kurbelzapfen an Armen oder auch

nach Patent. (Patentanmeldung J 2? 083 Ia/46a⁵ v. 10.12.64)

mit Gleitbogen in einer Wabe rotieren.

Die Kühlung des Triebwerks und des Gehäuses erfolgt in weiteren Beispielen vorzugsweise nur durch Luft. Nach Pig. 4 und Fig. 6 ist für die Luftkühlung noch der axiale Kühlluftstrom beibehalten, jedoch ist hier ein Sauggebläse und ein Druckgebläse nicht mehr vor den Öffnungen der Seitenwände vorgesehen, um das Gehäuse möglichst kurz zu halten. Jüs ist angenommen, daß es sich um einen stationären Motor handelt. Der Kühlluftstrom wird nur durch ein Radialgebläse mit gegen das Gehäuse gerichteten Gebläseflügeln bewirkt, das flach an einer Seitenwand des Gehäuses rotiert. Da bei einem Triebwerk mit vier Kolben keine inneren Gehäusemantelflächen und nur geringe Teile der inneren Seitenwandflachen freigelegt werden, so ist jeder Kolben in seinem freien Innenraum mit einer höchstmöglichen Anzahl von Kühlrippen versehen, um eine möglichst große Wärme aus ta\ischf lache zu erreichen. Das Beispiel zeigt eine Kühlluftstromführung, indem gleichzeitig eine innere Kolbenkühlung mit teilweiser innerer Seitenwandkühlung und äußerer Gehäusekühlung verwirklicht ist. Der Kühlluftstrom wird axial durch den Innenraum des Gehäuses gesaugt, vom Radialgebläse abgesaugt und in entgegengesetzter Strömungsrichtung an die radial gestellten äußeren Kühlrippen des Gehäuses geblasen. An einer Seitenwand sind zusätzliche Kühlrippen in den Kühlluftstrom gestellt, so daß die gesamten äußeren Gehäuseflachen mit Kühlluft umspült sind. Diese Kühlluftstromführung wird dadurch errxeicht, daß ein Gehäusedeckel und ein Kühlluftleitblech an den reiten des äußeren runden Gehäuse-

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mantels angeschraubt sind. Der äußere runde Gehäusemantel ist exzentrisch zum Wellenmittelpunkt so versetzt, daß er in der Zone der kalten Ladung mit dem inneren ovalen Gehäusemantel zusammenfällt und in der Zone der größten Wärmeentwicklung am ovalen Gehäusemantel in weitester Entfernung verläuft, so daß an einer Vielzahl von langen Kühlrippen der größte wärmeaustausch erfolgt.

Fig. 5 und Fig. 7 gehen von der Annahme aus, daß ein luftgekühlter Rotationskolben-Dieselmotor mit zwei oder mehr Vierkolben-Triebwerken in einem Fahrzeug oder dgl. verwendet wird, wobei die äußeren Gehäuserippen vom Fahrtwind angeblasen werden, Für einen solchen Fall ist angenommen, daß die Abschlußwände der Gehäuse keine runden LuftdurchtrittsÖffnungen haben, sondern als glatte, geschlossene Abschlußwände ausgebildet sind, um den Innenraum des Gehäuses und damit die Laufflächen sauber zu halten und um zu ermöglichen, daß an die Abschlußwände weitere notwendige Antriebsaggregate angebaut werden können. In diesem Fall erfolgt der Eintritt der Ladeluft in die Arbeitskammern und der Eintritt der Kühlluft unter den Kühlkolben ohne Strömungsunterbrechung durch den Einlaßkanal, und durch den Auslaßkanal erfolgt der Ausstoß der verbrannten Gase und zugleich der erwärmten Kühlluft. Um die erfindungsgemäß gleichmäßige Luftkühlung an allen inneren heißen Gehäusewandflächen zu erreichen, so sind in diesem Fall ,je zwei Kolben als Kühlkolben ausgebildet, die mit Öffnungen im mittleren Teil der Kolbenböden versehen sind_o Durch diese Öffnungen in den Kolbenboden der Kühlkolben strömt die kalte Kühlluft vom Einlaßkanal in den Innenraum des Gehäuses und während der weiteren Rotation strömt Kühlluft wieder in den toten Raum unter den Kühlkolben zur Kühlung der heißen Gehäusewände, die nach weiterer Rotation des Kühlkolbens zum Auslaßkanal herausgestoßen wird. Die Menge der zum Auslaßkanal herausgestoßenen Kühlluft wird durch zwei Kühlluftausstoßflachen wesentlich erhöht, die in den Innenraum jedes Kühlkolbens quer zur Rotationsrichtung ■eingesetzt sind. Die Luftkühlung der Seitenwände des Gehäuses wird zugleich von den Kühlkolben dadurch erreicht, daß jeder

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Kühlkolben mit seinen beiden Seitenwänden durch geringe Zwischenräume von den Seitenwänden des oder der Gehäuse abgesetzt ist. Während der Rotation werden die Seitenwände des Gehäuses und der Kühlkolben von der diese Zwischenräume durchströmenden Kühlluft gekühlt.(Fig. 8). Durch die freien Öffnungen in den Kühlkolben, auch von der nachlaufenden inneren schrägen Kolbenfläche wird die Kühlluft vom Einlaßkanal abgenommen und sofort an die Kühlrippen des Kolbens und der Brennkammer der nachfolgenden Kolben geleitet. Während der Rotation liegt der Kühlkolben deckungsgleich an der heißen Flanke an. Diese Bewegung ist günstig für diese Zone, weil die wärme an den Kühlkolben übertragen wird und die Kühlluft von der Fläche des ^restlichen Kühlkolbenbodens auf die Mantelfläche gedrückt wird und dadurch die Luftkühlung bewirkt. Diese Kühlluft wird zugleich vom Kühlkolbenboden verdrängt und strömt zum Teil zur weiteren Kühlung der Gehäuseseitenwände als Quetschluft zwischen der Seitenwand des Gehäuses und der abgesetzten Seitenwand des Kühlkolbens in den Innenraum des Gehäuses zurück. Die quer stehenden doppelten Kühlluftausstoßflächen sorgen für eine dauernde Absaugung der im Innenraum sich stauenden heißen Kühlluft und stoßen sie zusammen mit der sich stauenden Kühlluft in der hinteren toten Arbeitskammer unter dem Kühlluftkolben im Moment des Vorbeigleitens am Auslaßkanal in den freien Raum heraus. Im Falle der Verwendung eines Abgasturboladers kann dadurch die Turbine und damit zugleich die Lagerung der Welle auf niedrigere Betriebstemperaturen gesenkt werden.

Auch im Falle eines zusätzlich verwendeten axialen Kühlluftstromes mit angeflanschtem Kühlluftgebläse gibt es keine Schwierigkeiten für den axialen Durchstrom der Kühlluft von einem Triebwerk zum anderen Triebwerk. JNach Fig. 7 ist zwischen zwei Gehäusewänden ein Gleitlager für die Welle angeordnet. Zu beiden Seiten des Lagers ist in der runden Durchströmöffnung noch ausreichend freier Raum für den axial geführten Kühlluftstrom vorhanden, so daß auch mehr wie zwei Triebwerke nebeneinander angeordnet werden können. Ebenso ist es zusätzlich möglich, Kühlluft zwischen zwei oder mehr Gehäusen durch ent-

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sprechende Öffnungen zwischen beiden Seitenwänden einströmen oder ausströmen zu" lassen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die beigefügten Zeichnungen, die Ausführungsformen beispielsweise und schematisch wiedergeben.

Fig. 1 und Pig. 2 zeigen schematisch die Drehung der Welle durch radial -verschiebbare Arme aus den Eckpunkten (E) eines gleichseitigen Gelenkyierecks.

Fig. 3 erklärt die Aufzeichnung einer vergrößerten inneren ovalen Mantelfläche.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch einen luftgekühlten Hotationskolbenmotor mit einem Vierkolben-Triebwark für Gas-Luftgemisch.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch einen luftgekühlten Rotationskolben-Dieselmotor mit einem Vierkolbeni'riebwerk, wobei in je zwei Kolben Brennkammern eingebaut sind und je zwei Kolben ohne Kolbenboden als Kühlkolben rotieren.

Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch einen luftgekühlten Rotationskolbenmotor für Gas-Luftgemisch mit einem angeflanschten Radialgebläse und mit gesondertem Einlaß und Auslaß für die Kühlluft.

Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt durch einen luftgekühlten Rotationskolben-Dieselmotor mit zwei Gehäusen und zwei Vierkolben-Triebwerken und mit geschlossenen Abschlußwänden.

Fig. 8 zeigt Schnitte und Draufsichten von Kolben, die in Fig.4, Fig.6 und Fig.7 nicht sichtbar sind.

Die Welle 1 mit den Walzenlagern 30 ist in den Lagerflanschen 31 und in den Seitenwänden 24, 25 oder in den Seitenwänden so gelagert, daß ihre Achse im Schnittpunkt beider Symmetrieachsen der inneren ovalen Mantelfläche 20 liegt. Im Innenraum 18 des inneren ovalen Gehäuses 21 sind an der Welle 1 acht starre Arme 2 mit Hohlbohrungen 2a angeordnet. Die radial verschiebbaren Arme 3 gleiten in diesen Hozlbohrungen 2a mit

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ihren Enden bis zum Wellehmittelpunkt und sie sind am anderen Ende mit den Gelenkwalzen 6 fest verbunden. Je zwei radial verschiebbare Arme 3 sind durch einen Bolzen 4 in Verstärkungen achsenparallel gelagert. An jedem Bolzen 4 sind vier Lenker 5 gelagert. Die Gelenkwalzen 6 werden von den Kolben" an den Kolbenenden umfaßt. Jeder Kolben 10 umfaßt mit kammartig versetzten Fingern 11 an den Kolbenenden zusätzlich die Gelenkwalzen 6. Die Gelenkwalzen 6 umfassen mit satter zylindrischer Gleitlagerung die Dichtungswalzen 7. Dichtungsleisten 8 und 9 sorgen unter Fliehkrafteinwirkung für die Abdichtung der Arbeitskammern 19 untereinander. In den zylindrischen Außenflächen der Kolben 10 sind Aussparungen für die Brennkammer 14 vorgesehen. In den Seitenwänden der Kolben 10 sind Dichtungsflächen 13 eingelegt, die mit großen glatten Flächen gegen die Seitenwände abdichten und zugleich die Wärme von den Seitenwänden 24,25,26,27 des Gehäuses an die Kühlrippen ableiten. In die Seitenwände der Kolben 10 sind drei oder mehr schräggestellte Längsnuten eingelassen. In die Rückseiten der Dichtungsflächen 13 sind entsprechende schräggestellte Längsnuten eingelassen, so daß Kolben 10 und Dichtungsflächen 13 schräg verzahnt sind und sich zwischen Kolben 10 und Dichtungsfläche 13 vier oder mehr Abdichtungsstellen ergeben. Mit Hilfe der Fliehkraft pressen sich die Dichtungsflächen 13 gegen die Gehäusewände 24,25,26,27· An ihrem Ende sind sie um die Gelenkwalzen 6 schwenkbar. Die freien Innenräume der Kolben 10 sind mit langen und hohen Kühlrippen ausgefüllt, die eine größere Festigkeit des Kolbens 10 erreichen.

Zur Verwirklichung des Dieselprinzips sind in den zwei Kolben die Vorkammern 15 mit entsprechenden Spülkanälen 16 angeordnet. Infolge des weiten Abstandes der Vorkammer 15 von der Einspritzdüse 44 wird das Gasöl großflächig und feinstverteilt an die heißen Vorkammerwände gespritzt, so daß im Zusammenwirken mit einem guten Luftwirbel in den Vorkammern 15 eine gute Vorverbrennung eingeleitet ist. Die vorverbrannte Mischung strömt aus den Vorkammern 15 und durch die Spülkanäle 16 wieder in weiter Flächenverteilung des vorverbrannten Gasölnebels zur

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weiteren Gasöl-Luftvermischung und Hauptverbrennung während der weiteren Rotation in die sich bildenden Arbeitskammern zurück. Einspritzrichtung, Vorkammerform oder unterschiedliche Mündungsgrößen der Spülkanäle in die Vorkammern können zur besseren Luftwirbelbildung in den Vorkammern 15 verändert werden.

Der Kühlkolben 10a bildet keine Arbeitskammern Ij), da er im Mittelraum keinen Kolbenboden hat und mit seinen Seitenwänden von den Seitenwänden 26,27 des Gehäuses abgesetzt ist, so daß der Gehäuseinnenraum ^8 durch diese Öffnungen bis an die innere ovale Mantelfläche 20 unter dem Kühlkolben reicht und die Zwischenräume 1£ zwischen den Gehäuseseitenwänden 26, 27 und den Seitenwänden des Kühlkolbens 10a entstehen. In den Innenraum des Kühlkolbens 10a sind vorzugsweise zwei Kühlluftausstoßflächen 16 quer zur Rotationsrichtung eingesetzt. Sie erfassen den Innenraum 18 von der Welle 1 bis zum Kolbenboden und bis zu den Flanken des inneren ovalen Gehäusemantels 21.

In der Mitte der Breite einer Flanke des inneren ovalen Gehäusemantels 21 und zugleich in der Mitte der Breite des äußeren runden Gehäusemantels 22 sind der Einlaßkanal £2 und der Auslaßkanal £4 eingelassen. Ihnen gegenüber befindet sich in der zentralen Mitte dieser Flanke die Zündkerze 43 oder die Einspritzdüse 44 für die Einspritzung des Gasöles in die Vorkammern 15· Beide Gehäusemäntel 21,22 sind durch Kühlrippen 23 versteift, wobei durch die exzentrische Anordnung und damit Berührung beider Gehäusemäntel in der Zone nach dem iüinlafikanal *£ keine Kühlrippen 23 vorhanden sind. An der heißen Zone des inneren ovalen Gehäusemantels 21, etwa vor und nach der Zündstelle befinden sioh die längsten Kühlrippen 23·

Der innere ovale und der äußere runde Gehäusemantel 21,22 sind mit den Seitenwänden 24,25 oder 26,27 mit Dehnschrauben 29 am inneren ovalen Gehäusemantel 21 verschraubt. Zwei nebeneinander liegende Gehäuse erhalten zwischen zwei Gehäuseseitenwänden 27 zusätzlich eine große Distanzscheibe 28. Zwei kurze Ansatzstücke stehen in die runden öffnungen der beiden Seitenwände 27,

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an die ein zweiteiliges Gleitlager mit zwei Lagerschalen 37 durch Schrauben 32 verschraubt ist. Diese Distanzscheibe 28 wird zugleich von den Dehnschrauben 29 zentriert gehalten. Die gegen Schwingungen gesicherte Welle 1 wird zugleich von Ansatzstücken an den Lagerschalen 37 umfaßt und beide Lagerschalen 37 werden gegeneinander verschraubt. Ohne Schwierigkeiten kann das Gleitlager durch Lösen aller Schrauben 32 und durch Drehung um 90 von den Ansatzstücken der Distanzscheibe 28 abgenommen werden. Ebenso leicht kann das Triebwerk durch Herausziehen der achsenparallelen Bolzen 4 ausgebaut werden. Auch der Ausbau der Welle 1 durch mehrere Gehäuse macht keine Schwierigkeiten, da die starren Arme 2 kleiner wie die öffnungen in den Seitenwänden sind,somit ohne Behinderung axial herausgenommen werden können.

Beide Lagerflanschen 31 haben vier Luftdurchströmöffnungen 18, durch die Kühlluft strömt und die mit dem Innenraum 18 des Gehäuses in Verbindung stehen. Der an der Seitenwand 25 angesetzte Gehäusedeckel 36 mit dem Kuhlluftansaugkanal %% leitet die Kühlluft in den Innenraum 18 des Gehäuses. Ein mit der Welle 1 sich drehendes Gebläserad 40 mit radial angeordneten Gebläseflügeln 39 wirkt als Radialgebläse und saugt die Kühlluft durch den Innenraum 1J3. Der Gehäusedeckel 41 ist an den äußeren runden Gehäusemantel 22 angeschraubt und umschließt das Radialgebläse. An der anderen Seite des äußeren runden Gehäusemantels 22 ist ein Kühlluftleitblech 42 angeschraubt. Die Kühlluft strömt aus der zentralen öffnung in den freien Raum, Strömungsgünstig sind an den Seitenwänden 25 zusätzlich radial gestellte Kühlrippen 38 angeordnet. Die Kühlluft umspült in dieser Anordnung die gesamten Außenflächen des Gehäuses.

Nach Pig. 3 zeichnet sich die innere ovale Mantelfläche 20 durch eine oder zwei radial geführte Seiten 3a mit ihren Endpunkten auf. Diese Seiten 3a entsprechen den radial verschiebbaren Armen 3 des Triebwerks. Eine Seite eines gleichseitigen

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Gelenkvierecks wird an einem Eckpunkt (E) kreisförmig um den versetzten Mittelpunkt (VM.) geführt und im Drehpunkt (D) zugleich um den Mittelpunkt (M) geführt. Die halbe Form der inneren ovalen Mantelfläche 20 wird aus dem Festpunkt (VM.) vom Endpunkt der Seite 3a aufgezeichnet. Durch Versetzen des Punktes (VM_x.) auf die entgegengesetzte Seite wird die innere ovale Mantelfläche 20 als geschlossener Ovalumriß ergänzt.

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Patentansprüche^ BAD ORIGINAL

Claims

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Patentansprüche.

1)/ Rotatiohskolben-Verbrennungsmotor, insbesondere luftgekühlter Rotationskolbenmotor für Gas-Luftgemisch oder luftgekühlter Rotationskolben-Dieselmotor, mit einem zylindrischen Gehäuse von innerem ovalem Querschnitt und Seitenwänden, die zusammen einen Innenraum begrenzen, welcher senkrecht zu den Seitenwänden von einer Welle mit starren Armen durchsetzt ist, wobei an den Enden der starren Arme Kolben um Kurbelzapfen schwenkbar gelagert sind, die mit ihren Kanten ständig an der inneren ovalen Mantelfläche gleiten, dadurch gekennzeichnet, daß vier schwenkende Kolben (10) an ihren Kolbenenden um vier Gelenkwalzen (6) schwenkbar gelagert s ind.

2) Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Gelenkwalzen (6) mit ihren Mittelpunkten auf den Eckpunkten (E) eines gleichseitigen Gelenkvierecks rotieren und die vier Kolben (10) in bekannter Weise mit ihren Drehpunkten (D) und zugleich Schwerpunkten auf einem gemeinsamen Drehpunktkreis rotieren.

3) Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die innere ovale Mantelfläche (20) aus einer radial geführten Seite (3a) ergibt, die um den Wellenmittelpunkt (M) radial verschiebbar gelagert ist und mit einem Festpunkt im Eckpunkt (E) eines um den Wellenmittelpunkt (M) rotierenden gleichseitigen Gelenkvierecks· gelagert ist, während ein frei gewählter Endpunkt dieser Seite (3a) über den Eckpunkt (E) hinaus die gesuchte innere ovale Mantelfläche (20) während der Rotation aufzeichnet.

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4) Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 bis 3r dadurch gekennzeichnet, daß an der Welle (1) vier oder mehr starre Arme (2) mit inneren Hohlbohrungen (2a) angeordnet sind und vier oder mehr radial verschiebbare Arme (3) in diesen Bohrungen gleiten.

5) Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1

bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Gelenkwalzen (6) an den Enden von vier oder mehr radial verschiebbaren Armen (3) befestigt sind.

6) Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr radial verschiebbare Arme (3) mit achsenparallelen Bolzen (4) verbunden sind.

7) Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Bohrungen (2a) der starren Arme (2) gleitenden radial verschiebbaren Arme (3) durch Bolzen (4) und Lenker (5) symmetrisch auf den Eckpunkten (E) eines gleichseitigen Gelenkvierecks verschiebbar sind.

8) Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 bis 7j dadurch gekennzeichnet, daß alle Lenker (5) an ihren Enden Bohrungen von gleich weitem Lochabstand haben.

α) Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gelenkwalzen (6) mit größerem Durchmesser Dichtungswalzen (7) mit kleinerem Durchmesser exzentrisch gelagert sind, wobei die Mittelpunkte beider Walzen in radialer Richtung zum Wellenniittelpunkt (M) angeordnet sind.

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10) Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Dichtungswalze (7) mit einer Gleitfläche auf der inneren ovalen Mantelfläche (20) gleitet, die der Sehne eines Kreises entspricht.

11) Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen

9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Gleitfläche der Dichtungswalze (7) zwei radial gestellte Dichtungsleisten (9) in Führungsnuten eingelegt sind.

12) Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gelenkwalzen (6) zwei Dichtungsleisten (8) in Führungsnuten eingelegt sind.

13) RotaMonskolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kolbenenden kammartig versetzte Finger (11) um die Gelenkwalzen (6) nebeneinander greifen.

14) Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseiten der Dichtungsflächen (13) und die Seitenflächen des Kolbens $10) mit schräg gestellten Längsnuten gegeneinander verzahnt sind.

15) Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Radialgebläse (39, 40) mit gegen das Gehäuse gerichteten Gebläseflügeln an einer Seitenwand (24) des Gehäuses rotiert.

16) Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäusedeckel (41) und ein Kühlluftleitblech (42) an den Seiten des äußeren runden Gehäusemantels (22) angeschraubt sind.

17) Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere runde Gehäusemantel (22) zum Wellenmittelpunkt (M) exzentrisch versetzt ist und in der Zone der kalten Ladung mit dem inneren ovalen Gehäusemantel (21) zusammenfällt und in der Zone der größten Wärmeabstrahlung in weitester Entfernung verläuft.

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18) Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkolben (10a) mit Öffnungen im mittleren Teil des Kolbenbodens versehen sind.

19) Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kalte Kühlluft vom Einlaßkanal (2%) durch die öffnungen in den Kühlkolben (1Oa) in den Innenraum(i8) des Gehäuses strömt und die erwärmte Kühlluft von den Kolbenaußenflachen durch den Auslaßkanal (^4) herausgestoßen wird.

20) Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kühlluftausstoßflächen (16) in den Innenraum des Kühlkolbens (1Oa) quer zur Rotationsrichtung eingesetzt sind.

21) Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkolben (10a) mit seinen beiden Seitenwänden von den Gehäusewänden (26, 27) abgesetzt ist.

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