DE1816665A1 - Drehring-Verbrennungsmotor (Drehkolben-Verbrennungsmotor mit im Rotor mitdrehendem Widerlager mit einseitiger Sperre) - Google Patents

Drehring-Verbrennungsmotor (Drehkolben-Verbrennungsmotor mit im Rotor mitdrehendem Widerlager mit einseitiger Sperre)

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DE1816665A1
DE1816665A1 DE19681816665 DE1816665A DE1816665A1 DE 1816665 A1 DE1816665 A1 DE 1816665A1 DE 19681816665 DE19681816665 DE 19681816665 DE 1816665 A DE1816665 A DE 1816665A DE 1816665 A1 DE1816665 A1 DE 1816665A1
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combustion engine
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    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
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    • F02B2075/027Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2730/00Internal-combustion engines with pistons rotating or oscillating with relation to the housing
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Description

  • Drehring-Verbrennungsmotor rehkolben-Verbrennungsmotor mit im Rotor mitdrehendem Widerlager mit einseitiger Sperre.-Drehkolben-Verbrennungsmotor insbesondere für Kraftfahr= zeuge und ortsveränderliche Maschinen.
  • Bei den bekannten Hubkolbenmotorin muß die Hubbewegung unter hohem technischen Aufwand und mechanischen Verlust ten in die geforderte Drehbewegung umgewandelt werden.
  • Die dadurch begründeten vielfältigen Bestrebungen zur serienreifen Entwicklung von sogenannten Drehkolbenmotor= en haben bisher aus den verschiedensten Gründen nur wenig Erfolg gehabt.Der Wankelmotor,bei dem die Verbrennungs= drücke direkt auf drehende Teile wirken,ist aufgrund seines Aufbaues auf niedrige Verdichtungsdrücke b.z.w. sehr schwierige Abdichtungsprobleme angewiesen. Je größer die Verdichtungsverhältnisse im Wankelmotor sind,desto unver= hältnismäßig höher ist deI Verschleiß der abdichtenden Teile durch den asymetrischen Verlauf der Gleitflächen.
  • Andere Drehkolbenmotore haben,durch ihren Aufbau bedingt, kaum lösbare Abdichtungsprobleme1da ein lückenloses Zusam= menfügen der Dichtungsteile entlang der abzudichtenden Grenzen nicht möglich und ausreichendes An- oder Einpas= sen der gleitenden Teile bei starker Wärmebeanspruchung zu aufwendig b.z.w. unmöglich ist(Beispiel:deutsche Pa= tentschrift Nr.637701).
  • Die oben beschriebenen Nachteile können beim Drehringmotor durch relativ einfache Linienführung der Dichtgrensen, durch vom Aufbau her fast unbegrenzte Verdichtungsmöglich= keiten und durch dirktes Einwirken der Verbrennungsdrücke auf drehende Teile weitgehend ausgeschaltet werden.
  • Fortsetzung von Seite1 (Drehring-Verbrennungsmotor) Die vorliegende Erfindung betrifft den Auf bau von Verbrenn= ungsmotoren mit im Rotor ring mitlaufendei Widerlagerring mit einseitiger Sperze.Von beiden Ringen wird ein von Ver= dichterwänden unterbrochener Ringraum gebildet,sodaß bei Drehung eines Ringes die in Drehrichtung liegenden Vera brennungs- b.z.w. Verdichtungsräume jeweils kleiner werden wodurch ihr Inhalt verdichtet wird.Der Widerlagerring ist mit einer einseitigen Sperre versehen,bei der zwei Ring= flächen bei Drehung des Widerlagerringes in Motordrehrich= tung nur lose aneinander gleiten,während eine Drehung gegen die Motordrehrichtung nicht möglich ist,da dann die beiden Ringflächen zusammengedrückt werden und dadurch deh Widerlagerring mit dem Gehäuse oder einem in Motordrehrichtung umlaufenden Mitnehmer verbinden.
  • Die Zeichnungen stellen den Erfindungsgedanken wie folgt vor: Abb.Ia+b zeigt einen Radialschnitt und einen Axialschnitt eines Ausführungsbeispiels des Drehringmotors als Zwei= taktet Abb.2a+b zeigt einen Radialschnitt tnd Axialschnitt eines Ausführungsbeispiels als Viertakter iit Ventilsteuerung.
  • Beschreibung Der Drehringnotor besteht im wesentlichen aus dem Rotors ring und dem Widerlagerring (auf den Abb.RX una WX),von denen jeweils dieselbe Anzahl Verdichterwände (auf den Abb.sind es ae Zwei) in den'von beiden hingen gebildeten Ringraum hineinragt,sodaß getrennte Arbeitsräume entste= hen.Während der Rotorring mit einem Zahnkranz(Z) versehen ist,trägt der Widerlagerring eine einseitige Sperre(Sp), die in auf folgende Weise entgegen Motordrehrichtung sperrt: Durch kleine Hebel,die am Widerlagerring schwenkbar ange= bracht sind,wird eine ringförmige Fläche mitgeführt.Bei Drehung in Motordrehrichtung reibt diese Ringfläche nur leicht an einer anderen,am Gehäuse oder einem (durch Ver= zahnung mit der Abtriebswelle) mitdrehenden Mitnehmer an= gebrachten Fläche.Wenn auf den Widerlagerring Druck entge= gen der Motordrehrichtung wirkt,werden die Hebel einschliß= lich der Ringfläche derart eingeklemmt b.z.w. verkantet, Fortsetzung von Seite2 (Drehring-Verbrennungsmotor) daß mit dem Druck im gleichen Maß@ ansteigend beide Ringflä= chen zusammengedrückt werden.Dadurch ist das Widerlager,so= lange des Druck wirkt,fest mit dem Gehäuse oder dem Mitnehmer verbunden.
  • Zweitakt-Drehringmotor Die Wirkungsweise des auf Abb.1 dargestellten Zweitakters ähnelt,was Anordnung und Öffnung der Durchspülungskanäle betrifft,der des Hubkolben-Zweitakters.Bei einer Explosion im Verbrennungsraum V2 wird der gegenüber dem Rotorring wesentlich leichtere Widerlagerring in Motordrehrichtung herumgeworfen,wobei der Inhalt der Verbrennungsräume V1 verdichtet und im Vorverdichterraum (L) Luft von außen an= gesaugt wird.Ku@z nachdem die Einlaß- und Auspuffkanäle (e und a) zwecks Durchspülung des Raumes V2 geöffnet haben, erfolgt die Verbrennung in den Räumen V1.Da der Widerlager= ring entgegen der Motordrehrichtung gesperrt ist,wird jetzt der Rotorring herumgetrieben,wobei im Verbrennungsraum V2 verdichtet und im Vorverdichterraum die vorher angesaugte Luft in den Luftdruckvorratsraum (D) gedrückt wird,in den die Einlaßkanäle münden.Wie aus der Zeichnung 1a ersicht= lich,öffnen sich jeweils am Ende der Verbrennungstakte die Durchspülungskanäle (Einlab- und Auspuffkanäle),sodaß vor und teilweise während der Verbrennung in V2 die Räume V1 mittels der vorkomprimierten Luft aus dem Luft@ruckvorrats= behälter durchspült werden.Anschließend widerholen sich die Vorgänge mit der Verbrennung in V2.
  • Viertakt-Drehringmotor Der Viertakt-Drehringmotor arbeitet in jedem seiner mindestens vier Arbeitsräume nach dem gleichen Prinzip wie der Hubkolben-Viertakter:Ansaugen der Zylinderfüllung,Verdich= ten,Entzünden und Verbrennen,Ausstoßen der verbrauchten Zylinderfüllung.Da beim Drehringmotor die Steuerung der Einlaß- und Auspuffventile nur innerhalb der drehenden Tei= le möglich ist,drehen die Ventile und Ventilsteuernden Tei= le ebenfalls mit.Abb.2 zeigt anhand von walzenförmigen Ven= tilem wie die Ventilsteuerung in den drehenden Teilen mö= lich ist.Zu den Verbrennungsräumen V1 und V2 gehören pro Verbrennungsraum ein Einlaßventil und ein Auspuffventil.
  • Fortsetzung von Seite3 (Drehring-Verbrennungsmotor) Die zu den Verbrennungsxäumen V1 gehörenden Ventile sind sinngemäß mit (e1=Einlaßventile) und (al-Auspufiventile) bezeichnet,während die zu V2 gehörenden Ventile in gleis cher Weise mit e2 und a2 bezeichnet sind.Jedes Ventil ist mit einem ZahnKranz versehen.Zu jedem der vier Ventilsäts ze gehört ein Steuerzahnrad,das auf Abb.2b mit derselben Bezeichnung wie die dazugehörenden Ventile aufgeführt ist.
  • Diese Steuerzahnräder sind die Verbinaungsglieder zu den Mitnehmern von denen je einer mit dem Rotorring und mit dem Widerlagerring mitdreht.Die im Widerlagerring sitzen.
  • den Auspuffventile werden von dem Mitnehmer des Rotorringes,und die im Rotorring sitzenden Einlaßventile werden vom Mitnehmer des Widerlagerringes gesteuert.Der Mitnehmer der Auspufiventile (ma) und dei Mitnehmer der Einlaßven= tile (me) sind beide mit zwei in axialer Richtung federnd angebrachten Mitnehmerringen versehen.Deren Flächen und die jeweils dazugehörenden Mitnehmerflächen der Steuexzahnräder sind derart mit gegeneinanderstehenden Zähnen ausgestattet,daß bei jeder vollständigen Drehung des Ro= torringes oder des Widerlagerringes von Verdichterwand zu Veraichterwand an beiden Mitnehmern je ein Mitnehmerring sein Steuerzahnrad mitnimmt,während der andere Mitnehmer= ling jeweils lose über die Mitnehmerfläche seines Steuer= zahnrades gleitet.Bei der nächsten DIehung(ton Verdichtexwand zu Verdichterwand)der Motorringe(Rotorring und Wider= lagerring)üben die Mitnehmerringe an beiden Mitnehmern je= weils die umgekehrten Funktionen aus.Das heißt:Wenn beim ersten Arbeitsgang der Widerlagerring bei stehenden Rotor= ring von Verdichterwand zu Verdichterwand desselben dreht, wird in den Verbrennungsräumen V1 verdichtet und ausge= stoßen.Gleichzeitig wird in den Verbre@nungsräumen V2 an= gesaugt und verbiannt.Während dieses Arbeitsganges werden also: 1.die Auspuffventile a1 gedreht,wobei Eines dabei geschlos= sen bleibt,während das Andere öffnet, 2.die Einlaßventile e2 gedreht,wobei ebenfalls Eines geschlossen bleibt,während das Andere öffnet.
  • Fortsetzung von Seite4 (Prehring-Verbrennungsmotor) Auf Abb.2a deutet der Drehrichtungspfeil diesen Arbeits= gang,nämlich die Drehung des Widerlagerringes,an.Die dre= henden Ventile sind mit Doppelpfeilen versehen.Sa die Ab= bildung mitten aus dem Arbeitsgang gegriffen ist,sind die Ventile die gerade weit geöffnet haben,am Ende des Arbeitss ganges wieder geschlossen.
  • Beim nächsten Arbeitsgang;bei der Drehung des Rotorringes drehen sich die Ventile e1 und a2 in PfeilIichtung (ein= fache Pfeile),während dann die Ventile e2 und al stehen.
  • Die Einteilung der Zähne auf den Mitnehmerflächen der Steuerzahnräder und der Mitnehmerringe muß weitgehend den Drehungen der Motorringe angepaßt sein.Einerseits müssen auch bei frühen Selbst entzündungen in den Verbrennungs= räumen die äitnehmerzähne einrasten sönnen;andrerseits sollten die betIeffenden Steuer zahnräder möglichst wähIend dez vollständigen Prehungen der Motorringe mitdrehen,da daduich naturgemäß die Öffnungszeiten der Ventile im gleis chen Maße den betreffenden Arbeitstakten angepaßt werden.
  • Mit anaeren Worten:Wenn die Mindestdrehung beispielsweise des Widerlagerringes im Rotorring bei frühester Belbstents zündung 95 Grad beträgt,werden die Zähne auf den Mitneh= merflächen so angeordnet,daß die Steuerzahnräder jeweils um 90 Grad mitgenommen werden.Das gewährleistet eine gleichmäßige Anbringung der Zähne und Ielativ lange Öff= nungszeiten.Da die Einlaßventile um 180- und die Auspuffs ventile um 90 Grad drehen,müssen die Zahnradverhältnisse der Ventilzahnkränze zu den Steuerzahnrädern bei den Ein= labventilen 1:2 und bei den Auspufiventilen 1:1 betragen.
  • Wie auf Abb.2a ersichtlich,werden bei jedem Arbeitsgang des Motors alle vieI Arbeitstakte ausgeführt,sodaß kein Leerlauf entsteht.
  • Fortsetzung von Seite5 (Drehring-Verbrennungsmotor) Vorteile gegenüber dem Stana der Technik Da sowohl beim Zweitakter- wie beim Viertakter-Drehring= motor der Motor aufgrund seines Aufbaues bis zur Selbst= entzündung des Gases oder des Kraftstoff-Luft-Gemisches verdichten kann,sind Zündvorrichtungen weitgehend über= flüssig.Durch die höchstmögliche Verdichtung sind auch höchstmögliche thermische Wirkungsgrade erreichbar .Der technische Aufwand (Pleuelstange,Kurbelwelle u.s.w.) und die mechanischen Verluste des Kurbelgetriebes der Hubkolbenmotore fallen weg.Die Dichtgrenzen im Drehring= motor sind verhältnismäßig zu anderen Drehkolbenmotoren einfach und lückenlos mit Dichtteilen ausstattbar.
  • Die Bezugszeichen auf den Abbildungen haben folgende Bedeutungen: Zweitakter (Abb.1a+b) RR--Rotorring WR--Widerlagerring Sp--einseitige Sperre M---Mitnehmer V1--Verbrennungsraum1 V2--Verbrennungsraum2 L---Vorverdichterraum D---Luftdruck-Vorratsbehälter Z---Zahnkranz a---Auspuffkanäle e---Einlaßkanäle Viertakter (Abb.2a+b) RR--Rotorring WR--Widerlageriing Sp--einseitige Sperre M--Mitnehmer V1--Verbrennungsraum1 V2--Verbrennungsraum2 E---Einsaugraum Z---Zahnkranz e1--Einlaßventile zum V1 e2--Einlaßventile zum V2 a1--Auspuffventile zum V1 a2--Auspuffventile zum V2 e1,e2,a1,a2 auch Steuerzahnräder zu den Ventilen e1,e2,a1,a2 me--Mitnehmer für Einlaßventile ma--Mitnehmer für Auspufiventile

Claims (3)

  1. Diehring-Verbrennungsmotor Drehkolben-Verbrennungsmotor mit im Rotor mitd@ehendem Widerlager mit einseitiger Sperre.-100603 3243280D4 Patentansprüche 1 .Drehring-Verbrennungsmotore,gekennzeichnet durch im Rotorring (Abb.1+2 RR) mitdrehendem Widerlagerring mit einseitiger Sp@rre (Sp).In einem von Rotorring und Widerlagerring gebildeten,von Verdichterwänden unter= teilten,ringförmigen Raum befinden sich,entsprechend den Anzahl der Verdichterwände,Vebrennungs- b.z.w.
    Vorverdichtungsräume.Der Rotorring ist mit einem Ab= triebszahnkranz versehen,während der wesentlich leich= tere Widerlagerring durch eine einseitige Sperre mit dem Gehäuse oder einem,durch Verzahnung mit der hbtviebswelle,in Motordrehrichtung umlaufenden Mitnehmer ver= bunden ist.Eine Drehung des Widerlagerringes ist nur in Motordrehrichtung möglich,da bei entgegengesetztem Druck auf das Widerlager dessen Verbindung mit dem Gehause oder dem Mitnehmer kraftschlüssig wird.
  2. 2.Drehring-Verbrennungsmotore nach Anspruch 1,gekenn= @zeichnet durch im Zweitaktverfahren arbeitende Ver= brennungsräume mit im Rotorring und Widerlagerring aus= gesparten Einlaß- und Auspuffkanalen,die durch Drehung der Motorringe gegeneinander jeweils am Ende der Ver= brennungstakte zwecks Durchspülung der Verbrennungs= räume öffnen.Einer der sich zwischen den Verdichterwän= den der Rotorringe befindenden Arbeitsräume (Abb.1 Raum L) fungiert als vorkomprimierende Luftpumpe,welche die von augen angesaugt,e Luft Jeweils in einen Lultdruck-Vorratsraum (Abb.1 Raum D) pumpt,in den die Ein= laßkanäle münden.
  3. 3.Drehring-Verbrennungsmotore nach Anspruch 1,gekenn= zeichnet durch im Viertaktverfahren arbeitende Verbrennungsräume mit Ventilsteuerung.Mit Zahnkränzen ver= sehene,walzenförmige Ventile werden über Steuerzahnrä= der von Mitnehmern gesteuert b.z.w. gedreht.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4003454A1 (de) * 1990-02-06 1991-08-08 Joachim Rathmann Rotationsmotor mit ringfoermigem verbrennungsraum
AT396969B (de) * 1983-12-01 1994-01-25 Hansmann Hermann Drehkolbenmaschine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT396969B (de) * 1983-12-01 1994-01-25 Hansmann Hermann Drehkolbenmaschine
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