DE1763716B1

DE1763716B1 - Drehkolben brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1763716B1
Application number: DE19681763716
Authority: DE
Inventors: Ernst-Ruediger Wollmann
Original assignee: WOLLMANN ERNST RUEDIGER
Current assignee: WOLLMANN ERNST RUEDIGER
Priority date: 1968-07-23
Filing date: 1968-07-23
Publication date: 1972-03-23

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drehkolben-Brennkraftmaschine mit einem feststehenden Gehäuse und einem in einer Kammer umlaufenden Drehkolben. Derartige Antriebsmaschinen werden auch als Wankelmotoren bezeichnet.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Drehkolben-Brennkraftmaschine so auszubilden, daß damit unmittelbar, d. h. ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Generatoren, elektrische Energie erzeugt werden kann. Gleichzeitig soll dabei auch gewährleistet sein, daß weder eine wesentliche Vergrößerung der Abmessungen noch ein großer technischer Aufwand, der die Wirtschaftlichkeit einer Drehkolben-Brennkraftmaschine in Frage stellen würde, in Kauf genommen werden muß.
Diese Aufgabe wird bei einer Drehkolben-Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Drehkolben an seinem Umfang mit ein nach radial außen gerichtetes magnetisches Feld erzeugenden Mitteln versehen ist und daß in der Nähe der Innenwand der Kammer und im Einflußbereich des magnetischen Feldes elektrische Spulen angeordnet sind.
Dadurch ist es möglich, den Drehkolben der Brennkraftmaschine gleichzeitig auch die Funktion eines Rotors eines elektrischen Generators ausüben zu lassen, während das Gehäuse der Brennkraftmaschine als Stator eines elektrischen Generators dient.
Als Mittel zur Erzeugung des nach radial außen gerichteten magnetischen Feldes können in axialer Richtung verlaufende elektrische Leiter vorgesehen sein, die über Schleifringe mit einer elektrischen Gleichspannungsquelle in Verbindung stehen. Statt dessen kann der Drehkolben an seinem Umfang auch aus dauermagnetischem Werkstoff bestehen und in axialer Richtung zonenweise magnetisch polarisiert sein.
Da der Abstand zwischen dem äußeren Umfang des Drehkolbens und den an dem Gehäuse angeordneten Spulen - bedingt durch das Arbeitsprinzip der Drehkolben-Maschine - über einen Teil des Umfangs des Kolbens bzw. der Kammer verhältnismäßig groß ist und außerdem beim Umlauf des Kolbens in der Kammer ständigen Änderungen unterliegt, kann es sich in einer Reihe von Anwendungsfällen als vorteilhaft erweisen, wenn in weiterer Ausbildung der Erfindung parallel zum Ausgang der Spulen eine Einrichtung zur Gleichrichtung und anschließenden Glättung der Ausgangsspannung, beispielsweise eine Gleichrichter-Kondensator-Anordnung, geschaltet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch einen Radialschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Drehkolben-Brennkraftmaschine wiedergibt.
Dabei ist im einzelnen mit 10 ein Gehäuse bezeichnet, das eine Kammer 12 mit einer Innenwand 14 umschließt. Die Innenwand 14 kann dabei in bekannter Weise die Form einer sogenannten Epitrochoide haben, so daß ein um eine Achse 16 exzentrisch drehbarer, etwa nach Art eines sphärischen Dreiecks. geformter Drehkolben 18 an der Innenwand 14 entlanggleiten kann. An den Scheitelpunkten des dreieckförmigen Querschnitts des Drehkolbens 18 befindliche Dichtlippen 20 sorgen für die gewünschte Unterteilung der Kammer 12 in Teilkammern, so daß ein Ansaugraum 22, ein Verdichtungsraum 24 sowie ein Auslaßraum 26 entstehen.
In dem Gehäuse 10 sind eine mit dem Ansaugraum 22 in Verbindung stehende Frischgasleitung 28 sowie ein mit dem Auslaßraum 26 in Verbindung stehender Auslaßkana132 vorgesehen. Ferner ist in das Gehäuse 10 eine Zündkerze 30 eingesetzt, die mit dem Verdichtungsraum 24 in Verbindung steht.
Die Wirkungsweise und der Aufbau einer solchen Drehkolben-Brennkraftmaschine sind bekannt und werden daher nicht im einzelnen erläutert.
Bei dem mit der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind am Umfang des Drehkolbens 18 axiale Nuten 40 vorgesehen, in die elektrische Leiter 41 eingesetzt sind. Diese Leiter sind so geschaltet, daß zwischen aufeinanderfolgenden Dichtungslippen 20 jeweils ein Paar Pole entgegengesetzter magnetischer Polarität liegt. Die Speisung der Leiter 41 mit elektrischer Energie erfolgt über Schleifringe aus einer Gleichspannungsquelle.
In Richtung des Umfanges des feststehenden Gehäuses 10 sind in möglichst großer Nähe zum Kolben 10 elektrische Spulen 42 in etwa gleichmäßiger Verteilung angeordnet, die miteinander in Reihe oder gruppenweise in Reihe und dann parallel geschaltet sind.
Bei Drehung des Kolbens 18 sowohl in der einen als auch in der anderen Richtung schneiden die durch die elektrischen Leiter 41 erzeugten Feldlinien die Spulen 42, so daß in diesen eine elektrische Wechselspannung induziert wird. Je nach Verwendungszweck kann diese Wechselspannung unmittelbar zur Speisung eines Verbrauchers verwendet oder aber gleichgerichtet und anschließend geglättet werden.
Zur Erzeugung des magnetischen Feldes des Drehkolbens 18 können statt der von einem Strom durchflossenen Leiter 41 auch permanentmagnetische Pole dienen, die am Umfang des Drehkolbens 18 vorgesehen sind. Insbesondere kann der Kolben 18 dazu an seinem Umfang aus dauermagnetischem Werkstoff bestehen und dort in axialer Richtung zonenweise polarisiert sein.
Der Wirkungsgrad einer erfindungsgemäß ausgestalteten Drehkolben-Vlaschine hinsichtlich der Umwandlung kinetischer in elektrische Energie ist infolge des ver--leichsweise großen Luftspaltes naturgemäß wesentlich niedriger als bei speziell zur Erzeugung elektrischer Energie konstruierten Generatoren. Dieser Gesichtspunkt ist im vorliegenden Fall jedoch nicht von primärer Bedeutung. Vielmehr ist die eigentliche Bedeutung der Erfindung darin zu sehen, daß dadurch unmittelbar mittels einer Brennkraftmaschine elektrische Energie erzeugt werden kann, ohne daß ein besonderes elektrisches Aggregat, wie es ein herkömmlicher Generator darstellt, erforderlich ist und ohne daß zusätzlich Raum beansprucht wird. Insbesondere der letzte Gesichtspunkt ist dabei als sehr wesentlich anzusehen, wenn nur beengte Raumverhältnisse gegeben sind und der Platz für einen besonderen zusätzlichen elektrischen Generator nicht vorhanden ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Drehkolben-Brennkraftmaschine mit einem feststehenden Gehäuse und einem in einer Kammer umlaufenden Drehkolben, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (18) an seinem Umfang mit ein nach radial außen gerichtetes magnetisches Feld erzeugenden Mitteln versehen ist und daß in der Nähe der Innenwand (14) der Kammer (12) und im Einflußbereich des magnetischen Feldes elektrische Spulen (42) angeordnet sind.
2. Drehkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als das magnetische Feld erzeugende Mittel am Umfang des Drehkolbens (18) in axialer Richtung verlaufende elektrische Leiter (41) vorgesehen sind, die über Schleifringe mit einer elektrischen Gleichspannungsquelle in Verbindung stehen.
3. Drehkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (18) an seinem Umfang aus dauermagnetischem Werkstoff besteht und in axialer Richtung zonenweise magnetisch polarisiert ist.
4. Drehkolben-Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Ausgang der Spulen (42) eine Einrichtung zur Gleichrichtung und anschließenden Glättung der Ausgangsspannung geschaltet ist.