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"Brennkraftmaschine Die Erfindung richtet sich auf eine Brennkraftmaschine,
welche keine üblichen hin- und hergehenden Kolben und die damit verbundenen Mittel
zur Umwandlung der Hin- und Herbewegung in eine Drehbewegung erfordert.
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Gemäß der Erfindung wird hierzu eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen,
welche wenigstens einen Stator in Form eines äußeren Gehäuses mit einer Bohrung
aufweist, die im Querschnitt eine geschlossene Kurve mit einer größeren und einer
kleineren Achse bzw. Durchmesser aufweist, sowie einen kreisförmigen Rotor, der
drehbar in der Bohrung angeordnet ist und Schlitze aufweist, die eine Anzahl von
Flügeln aufnehmen, die radial derart gleitbar sind, daß beim Drehen des Rotors die
äußeren Enden der Flügel, z.B. durch Zentrifugalkraft, in gleitendem Kontakt mit
der Innenfläche der Bohrnng gehalten sind, wobei in dem Gehäuse Zündmittel vorgesehen
sind, die von
einer Seite eines Endes der kleineren Achse der Bohrung
einen größeren Abstand als den halben Abstand zwischen benachbarten Rotorflügeln
aufweisen und wobei wenigstens eine Verbrennungsgas-Auslaßöffnung an der gleichen
Seite der kleineren Achse wie die Zündmittel vorgesehen ist, die jedoeh einen weiteren
Abstand hiervon aufweist als die Zündmittel und wobei wenigstens eine Brennstoff-Luft-Einlaßoffnung
auf der anderen Seite der kleineren achse vorgesehen ist.
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Vorzugsweise weist hierbei die innere Bohrung einen ovalen oder elliptischen
Quersehnitt auf.
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Die bzw. jede der Auslaßöffnungen kann vorteilhaft mehr als 900 von
dem einen Ende der kleineren Achse entfernt sein. Ebenso kann die oder jede der
Einlaßöffnungen mehr als 900 von dem einen Ende der kleineren Achse entfernt sein.
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Es versteht sich, daß die Flügel der Brennkraftmaschine gemäß der
Erfindung eine Anzahl von Taschen oder Kammern zwischen dem Rotor und dem otatorgehäuse
bilden. Wenn eine derartige Tasche die Einlaßöffnung passiert, nimmt diese ein Brennstoff-Buft-Gemisch
auf und wird bei der Bewegung in Richtung auf das eine Ende der kleineren Achse
bezüglich ihres Volumens verringert
infolge der Tatsache, daß der
Flügel radial einwärts in seine zugeordnete Ausnehmung gezwungen wird, und zwar
aufgrund der Querschnittsform der Bohrung im Gehäuse. Wenn die Tasche das eine Ende
der kleineren Achse erreicht, wird das Volumen der Tasche ein Minimum und die Kompression
der Mischung in dieser ein I4aximum. Wenn die Tasche das eine Ende der kleinere
Achse zu passieren beginnt, passiert diese an den Zündmitteln vorbei, welche dann
aktiviert werden, um die komprimierte Mischung zu zünden. In diesem Stadium erstreckt
sich der vordere Flügel der Tasche radial um ein größeres Stück aus dem Rotor, als
der nachfolgende Flügel der Tasche entsprechend der Querschnittsform der Bohrung
des Gehäuses und als Ergebnis davon erzeugt die Explosion des Brennstoff-Luft-Gemisches
eine Kraft, welche den Rotor in Richtung des vorderen Flügels weg von den Zündmitteln
und dem nachfolgenden- Flügel- dreht. Der Rotor dreht weiter, bis die betreffende
Tasche die Auslaßöffnung erreicht, worauf die Brenngase aus der Tasche austreten.
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Es ist ersichtlich, daß, während eine einzelne jeweils betrachtete
Tasche durch die vorbeschriebenen Stadien läuft, alle anderen Taschen in ähnlicher
Weise und in der richtigen Reihenfolge mit dem Ergebnis funktionieren, daß die mit
Brennstoff-Luft-Gemisch gefüllten Taschen nacheinander die Zündmittel passieren
und so eine Aufeinanderfolge von Taschen mit expandierenden Gasen eintritt. Das
Ergebnis ist die Ausübung eines im wesentlichen gleichmässigen Drehmomentes auf
den Rotor.
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Eine Maschine gemäß der Erfindung weist eine Anzahl von Vorteilen,
verglichen mit den bisher bekannten Maschinen auf, wobei einige dieser Vorteile
nachstehend angegeben seien: 1. Einfachheit von Entwurf und Konstruktion, 2. niedrige
Herstellungskosten, 3. leichte Montage und Wartung, 4. kleine Abmessungen, 5. geringes
Gewicht, 6. einfaches Zündsystem, 7. einfache Brennstoffdosierung, 8. geringes Anlaßdrehmoment,
9. nahezu perfekter Massenauegleich, 10. ruhiger Lauf, 11. Erzeugung einer "flachen"
(flat) Drehmoment-Kurve und 12. "geradlinigen" (straight-line) Leistungskurve, 13.
Installation in jeder beliebigen Stellung.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand
der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in
Fig.
1 einen Querschnitt durch eine I3rennkraftm-achine gemäß der Erfindung mit äußerem
Gehäuse und kreisförmigem Rotor in diesem, wobei der Schnitt in einer zu der Rotor-und
Gehäuselängsachse senkrechten Ebene liegt, und in Fig. 2 einen Schnitt durch Teile
der Maschine gemäß Fig. 1, wobei der Schnitt senkrecht zur Ebene der Fig. 1 liegt
und das obere Rotorflügeiblatt in der oberen Totpunktstellung wiedergegeben ist.
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Das äußere Gehäuse 1 weist eine Tnnenbohrung ovalen, elliptischen
oder ähnlichen Querschnitts geschlossener Kurvenform auf 1 mit einer kleineren Achse
2,. die kürzer ist als die Hauptachse 3.
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Ein kreisförmiger Rator 4 ist. drehbar im Gehäuse angeordnet, beispielsweise
auf einer Welle 15 mit einem Drahz.entrum 5.
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Der Rotor 4 weist eine Anzahl von sich radial erstreckenden Schlitzen
7 auf und. Jeder Schlitz 7 ist- mit einer Anzahl von Leitungen oder Bohrungen 8
versehen, die sich radial in der vorderen Fläche jedes Schlitzes 7 erstrecken. In
jeder Schlitz 7 ist gleitend ein Flügel 6 angeardnet) dessen äuß-eres. Ende gleitend.
mit der Innenfläche der Bohrung im äuJ3ren- Gehäuse 1 in Berihrung; steht, Die äußeren
Enden. sind hierzu beispielsweise abgerundet.
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Wie Fig. 2 zeigt, ist das Gehäuse 1 mit Endplatten 9 versehen, die
mittels Bolzen 10 befestigt sind Wie Fig. 2 weiterhin zeigt, ist jeder Flügel an
jedem seiner beiden Enden mit einer Ausnehmung 11 zur Aufnahme einer Dichtung 12
versehen, die gegen die benachbarte Abschlußplatte 9 mittels einer Peder 13 gepresst
wird. In ähnlicher Weise sind am Außenumfang des Rotors 4, wie gezeigt, zwischen
den Schlitzen 7 Ausnehmungen zur Aufnahme federbelasteter Dichtungen 23 ausgebildet.
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Die beiden Endabschlüsse 9 tragen Kugellager T4, in welchen die Ausgangswelle
15 drehbar gelagert ist. Wie Fig. 1 zeigt, ist in geeigneter Weise eine Zahnung
16 zwischen der Ausgangswelle 15 und einer zentrischen Bohrung im Rotor 4, in welche
sich die Ausgangswelle 15 erstreckt, vorgesehen. Diese Verzahnung 16 dient zur Festlegung
der Ausgangswelle 15 und des Rotors 4 gegen eine Relativdrehbewegung.
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Wie Fig. 1 weiter zeigt, sind- Zündmittel 17 an einer Stelle vorgesehen,
die von einer Seite eines Endes der kleineren Achse 2 einen Abstand aufweist, welcher
großer ist als die Hälfte des Abstandes zwischen benachbarten Schblitzen- r. Es
ist ferner ersichtlich, daß eine Austritts-öffnung 18 anf der glachen Seite der
kleineren Achse wie die Zündmittel 17 vorgesehen jat, die um mehr als 900 zu dem
einen Ende der kleineren Achse 2-versetzt ist.
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Eine rennstoff-luft-Gemich-Rinlaßöffnung 19 ist auf der anderen Seite
der kleineren Achse 2 vorgesehen, welche mehr als 900 gegenüber dem einen Ende der
kleineren Achse 2 versetzt ist.
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Das Gehäuse 1 ist ferner mit einem Druckentspannungsventil 20 versehen,
das an der anderen Seite des einen Endes der kleineren achse 2 gegenüber den Zündmitteln
17 angeordnet ist. Eine weitere Austrittsöffnung 21 ist zwischen der kustrittsöffnung
18 und der Einlaßöffnung 19 vorgesehen.
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Die Teile der vorbeschriebenen Maschine können aus jedem geeigneten
Material oder Kombinationen von Materialien bestehen und die Arbeitsweise basiert
auf Prinzipien1 die denen eines Gleitflügel-Rotationskompressors ähnlich sind.
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Wenn der Rotor 4 dreht, findet ein Einlaß durch die Einlaßöffnung
19 statt. Daraufhin erfolgt eine Kompression zwischen den Punkten E und F. Wenn
zwei benachbarte Flügel gleichen Abstand von jeder Seite des unteren Totpunktes
haben, wie Fig. 1 zeigt, ist is Brennstoff-Buft-Gemisch in der betreffenden esche
unter einer maximalen Kompression. Wenn der Rotor im Uhrzeigersinn dreht, wie der
Pfeil X in Fig. 1 zeigt, passiert der vordere Flügel die Zündmittel 17. Diese werden
dann betätigt, um das komprimierte Gemisch zu zünden, und da der führende Flügel
dann länger ist als der nachfolgende Flügel,
bewirkt die stattfindende
Explosion eine Drehung des Rotors im Uhrzeigersinn. Eine Expansion der Gase findet
dann zwischen den Punkten F und G statt. Der Austritt der Brenngase erfolgt über
die Austrittsöffnung 18 und, wenn gewünscht, durch die weitere Austrittsöffnung
21.
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Die Maschine kann in jeder geeigneten Weise durch Verwendung eines
beliebigen geeigneten Kühlmittels gekühlt werden, z.B.
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können, wie Fig. 2 zeigt, Kühlrippen 22 Verwendung finden.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Flügel 6 durch
Zentrifugalkraft mit der Innenfläche der Bohrung im Gehäuse t in Eingriff gehalten.
Es versteht sich jedoch, daß auch in anderer Weise, beispielsweise durch in den
Schlitzen angeordnete Federn oder durch eine Kombination verschiedener Methoden,
die Flügel 6 gegen die Innenfläche der Bohrung gehalten werden können.
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Der Zweck der Leitungen bzw. Bohrungen 8 ist es, de führende Fläche
jedes Flügels 6 einem Druck zu unterwerfen, um den Flügel gegen die nachfolgende
Fläche des betreffenden Schlitzes zu halten.
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Natürlich sind vielfache Abänderungen des beschriebenen Ausführungsbeispiels
möglich, -ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.
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So kann beispielsweise die Maschine jede geeignete Abmessung zur Erzielung
einer beliebigen Kombination von Volumen, Kompresaions- und Expansions-Verhältnis
aufweisen. Die Maschine kann ferner Jede beliebige Zahl von ähnlichen Einheiten
aufweisen, die durch beliebige Nittel zu einer größeren Maschine miteinander gekuppelt
sind.
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Die Zündung kann in beliebiger Weise erfolgen und kann entweder intermittierend
oder kontinuierlich sein. Die Zündung sollte natürlich annähernd am Punkt maximaler
Kompression erfolgen, wie Fig. 1 zeigt. Es sei bemerkt, daß eine "Squish"-Wirkung
natürlich am unteren Ende der kleineren Achse 2 auftritt, d.h. in der Gegend F,
um Turbulenzen in dem Brennstoff-Luft-Gemisoh zu erzeugen, um eine gute Mischung
und Flammenweiterleitung zu unterstützen.
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Die lotorflügel 6 können jede beliebige Zahl aufweisen.
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Auch können die Kupplungsmittel zwischen der Abgabewelle 15 und dem
Rotor 4 jede andere beliebige Form aufweisen.
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Die Schmierung kann injeder geeigneten Weise erfolgen, beispielsweise
kann Öl der Abgabewelle 15 zugeführt und durch geeignete Öffnungen in dieser durch
Zentrifugalkraft zu entsprechenden Leitungen im Rotor 4 und dann zu den Flügeln
6 und der Bohrung im Gehäuse 1 gelangen.
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Patentansprüche