DE19921737A1 - Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine - Google Patents
Rotations-Verbrennungs-KraftmaschineInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
- F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
- F01C1/34—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
- F01C1/356—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member
- F01C1/3566—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member the inner and outer member being in contact along more than one line or surface
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
Die Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine realisiert eine deutlich höhere Anzahl von Arbeitstakten pro voller Umgebung der Antriebswelle als mit dem Hubkolben-Motor möglich ist. DOLLAR A Die Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine erzielt pro Motorgewicht/Motorbauraum hohe Motorleistungen. DOLLAR A Das Leistungsgewicht (kW/kg) ist dem der Hubkolben-Motoren deutlich überlegen. DOLLAR A Die Art der Motorsteuerung der Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine läßt mehr variable Parameter als beim Hubkolben-Motor zu, sodass eine entsprechende Motorsteuerung die Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine stets optimal auf die jeweils herrschenden Betriebsbedingungen einstellt. DOLLAR A Die Energieausbeute der Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine ist dem des Hubkolben-Motors überlegen, zumindest bei der Kfz-Anwendung. DOLLAR A Die Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine ist ein Leichtlauf-Motor. DOLLAR A Die Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine ist ein Benzin- oder Diesel- oder Gas- oder Vielstoff-Motor. DOLLAR A Die Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine ist weniger umweltbelastend.
Description
Der bekannte Vier-Takt-Hubkolben-Verbrennungsmotor realisiert pro 720°-Kurbelwel
lenumdrehungen einen Arbeitstakt.
Ich habe nach einer technischen Lösung gesucht, wie die Anzahl der Arbeitstakte einer
Verbrennungs-Kraftmaschine pro voller Umdrehung der unübersetzten Abtriebswelle
erhöht werden kann.
Gleichzeitig habe ich nach technischen Lösungen gesucht, wie der Gesamtwirkungs
grad von Verbrennungs-Kraftmaschinen für die Kfz-Anwendung (bzw. weitere Anwen
dungen) gesteigert werden kann.
Mein erfindungsmäßiger Lösungsansatz gemäß Patentanspruch geht davon aus, pro
voller Umdrehung der Abtriebsweise (3) mehr Arbeitstakte zu realisieren, als beim
Hubkolben-Motor möglich ist. Ebenso soll mein erfindungsmäßiger Lösungsansatz
mehr Steuerungs-Möglichkeiten zwecks optimaler Anpassung an verschiedene techni
sche Betriebszustände bieten.
Die Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine besteht aus einer Rotationseinheit mit Ro
tationsscheibe (1), Flügelkolben (2) und Abtriebswelle (3).
Die Rotationseinheit (1-3) ist mittig gelagert und rotiert um die senkrechte Achse.
Rotationsscheibe (1) und Flugeücolben (2) sind mit statischen und dynami
schen Dicht-Elementen und Ölzuführungen ausgestattet.
Die Flügelkolben (2) zum Beispiel könnten mit einem vorderen und einem hinteren
Satz Dicht-Elemente ausgestattet werden. Mit dem Ziel, den Zwischenraum als Ölkam
mer auszubilden. Zwecks Realisierung stabiler Schmierfilme und verschleißarmer
Gleiteigenschaften.
Das betrifft auch alle weiteren Bauteile, soweit eine zuverlässige Schmierung erforder
lich ist.
Die Rotationseinheit (1-3) ist in einem geteilten Gehäuse (4) gelagert.
Das Gehäuse (4) besitzt einen Ringraum (5), in welchem die Flügelkolben
(2) und die Umfangswand der Rotationsscheibe (1) laufen.
In das Gehäuse (4) sind Eingreif-Elemente (6 bis 10) integriert, die gemäß der
gewünschten Motor-Steuerung in den Ringraum (5) eingreifen. Es sind
das Ringraum-Schott (6),
der Ladeluft-Einlass (7),
die Brennstoff-Einspritzung (8),
die Fremdzündung mit Zündkerze (9)
und der Verbrennungsgas-Auslass (10).
das Ringraum-Schott (6),
der Ladeluft-Einlass (7),
die Brennstoff-Einspritzung (8),
die Fremdzündung mit Zündkerze (9)
und der Verbrennungsgas-Auslass (10).
Bewegen sich die Flügelkolben (2) auf Höhe der Eingreif-Elemente (6 bis 10),
dann befinden sich die Eingreif-Elemente (6 bis 10) immer in ihrer Ausgangslage.
In dieser Ausgangslage nehmen sie die gleiche Innenraum-Geometrie ein, wie der übri
ge Ringraum (5) im Gehäuse (4), bis auf die Teilfugen.
Die Flügelkolben (2) gleiten unter Beibehaltung eines stabilen Ölfilms an den Ein
greif-Elementen (6 bis 10) vorbei.
Sobald sich die Flügelkolben (2) jeweils außerhalb eines einzelnen Eingreif-
Elementes oder mehreren Eingreif-Elementen (6 bis 10) befinden, dringen diese
unter einem bestimmten Winkel in radialer, ggf. axialer Richtung in den Ringraum
(5) ein.
Im Normalfall folgen die Eingreif-Elemente (6-10) periodisch den Drehbewegungen
der Rotations-Einheit (1-3).
Alternativ besteht die Möglichkeit, die Eingreif-Elemente (6-10) während der Dreh
bewegungen der Rotations-Einheit der (1-3) inaktiv zu halten. D. h., sie verbleiben
in ihrer Ausgangslage.
Ebenso kann die Steuerung aller im Ringraum (5) befindlichen Eingreif-Elemente
(6-10) nur teilweise ausgesetzt werden.
Beispiel: Eine Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine mit nur einem Flügelkolben
(2) und 4 Arbeitskammem (4 Satz Eingreif-Elemente) könnte mit nur einem Satz
aktiven Eingreif-Elementen (6-10) und 3 Satz inaktiven Eingreif-Elementen
(6-10) betrieben werden.
Dies dient der Anpassung an bestimmte Betriebszustände, wie Schwachlastbetrieb
oder Schubabschaltung.
Die Steuerung der Eingreif-Elemente (6-10) im Einzelnen:
Mittels der Ringraum-Schotts (6) wird der Ringraum (5) druckdicht in mehrere Kammern unterteilt.
Mittels der Ringraum-Schotts (6) wird der Ringraum (5) druckdicht in mehrere Kammern unterteilt.
Als Ringraum-Schott (6) dienen Schieber, die ggf. auch aus mehreren Schieber
segmenten bestehen können. Sie arbeiten ggf. in verschiedenen Ebenen. Entspre
chende Führungen befinden sich im Gehäuse (4).
Die verschiedenen Schieber-Ebenen/Schieber-Führungen sind mit Öltaschen, stati
schen und dynamischen Dicht-Elementen ausgestattet. Zwecks stabiler Ölfilme bzw.
verschleißarmer Gleiteigenschaften.
Die einzelnen Eingreif-Elemente (6-10) werden entsprechend der Motorsteuerung
aktiv.
Dies betrifft
den Ladeluft-Einlass (7)
die Brennstoff-Einspritzung (8)
die Zündkerze (9) (bzw. Selbstzündung)
den Verbrennungsgas-Auslass (10).
den Ladeluft-Einlass (7)
die Brennstoff-Einspritzung (8)
die Zündkerze (9) (bzw. Selbstzündung)
den Verbrennungsgas-Auslass (10).
Die Eingreif-Elemente (6-10) gehen spätestens dann wieder in ihre Ausgangslage
zurück, sobald sich die Flügelkolben (2) Tauf ihrer Umlaufbahn den Eingreif-
Elementen (6-10) nähern.
Peripherie der Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine:
Kompressions-Einheit für die Ladeluft
Einspritz-Einheit für den Brennstoff
Fremdzündung mit Zündkerze (bzw. Selbstzündung)
Maschinenbauliche Motorenmechanik
Motor-Steuerung bzw. Motor-Management
weitere Motoren-Hilfsaggregate.
(Selbstverständlich sind verschiedene Ausführungsvarianten möglich.
Anstelle des Verbrennungsgas-Auslasses (10) im Gehäuse (4) kann ein Ver brennungsgas-Auslass (10) auch im Flügelkolben (2) mit den weiteren Bau elementen integriert werden.
Es besteht auch die Möglichkeit, die Eingreif-Elemente (7-9) im Ringraum-Schott (6) zu integrieren.)
Kompressions-Einheit für die Ladeluft
Einspritz-Einheit für den Brennstoff
Fremdzündung mit Zündkerze (bzw. Selbstzündung)
Maschinenbauliche Motorenmechanik
Motor-Steuerung bzw. Motor-Management
weitere Motoren-Hilfsaggregate.
(Selbstverständlich sind verschiedene Ausführungsvarianten möglich.
Anstelle des Verbrennungsgas-Auslasses (10) im Gehäuse (4) kann ein Ver brennungsgas-Auslass (10) auch im Flügelkolben (2) mit den weiteren Bau elementen integriert werden.
Es besteht auch die Möglichkeit, die Eingreif-Elemente (7-9) im Ringraum-Schott (6) zu integrieren.)
Wirkungsweise der Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine:
Für die Erläuterung der Wirkungsweise wird zunächst nur ein Flügelkolben (2) mit den umgebenden Bauelementen betrachtet. Rotationsrichtung entgegen dem Uhrzei gersinn, Benziner.
Für die Erläuterung der Wirkungsweise wird zunächst nur ein Flügelkolben (2) mit den umgebenden Bauelementen betrachtet. Rotationsrichtung entgegen dem Uhrzei gersinn, Benziner.
Dieser Flügelkolben (2) befindet sich unter einem Drehwinkel, wo das Ringraum-
Schott (6) gerade passiert wurde. Unmittetbar danach wird das Ringraum-Schott
(6) aktiviert und dringt in den Ringraum (5) ein.
Eine statisch + dynamisch druckdichte Kammer zwischen Ringraum-Schott (6) und
der der Drehrichtung abgewandten Fläche des Flügelkolbens (2) wird gebildet
(Kammer A). Die Kammer A vergrößert sich entsprechend der Flügelkolben-
Rotationsbewegung.
Der Ladeluft-Einlass (7) wird aktiviert und füllt die Kammer A mit Ladeluft auf. Die
Druckverhältnisse sind ähnlich dem Verdichtungstakt des Hubkolbenmotors, können
aber variabel gestaltet werden. Je nach Betriebsbedingungen.
Die Brennstoff-Einspritzung (8) wird aktiviert. Brennstoff wird je nach Betriebsbe
dingungen in die Kammer A gespritzt.
Die Fremdzündung mit Zündkerze (9) wird aktiviert. Zuvor gehen die beweglichen
Elemente des Ladeluft-Einlasses (7) und der Brennstoff-Einspritzung (8) in
ihre Ausgangslage zurück.
Der Zündfunke leitet die Verbrennung in der Kammer A sowie den Arbeitstakt ein. Da
nach geht die Zündkerze (9) in die Ausgangslage zurück.
Parallel zu den beschriebenen Abläufen übernimmt die der Drehrichtung zugewandten
Fläche des Flügelkolbens (2) eine zweite Funktion. Die Verbrennungsgase des
vorherigen Arbeitstaktes werden durch den geöffneten Verbrennungsgas-Auslass
(10) ausgestoßen (Kammer B).
Kurz bevor der Drehkolben (2) den Verbrennungsgas-Auslass (10) erreicht,
geht der Verbrennungsgas-Auslass (10) in die Ausgangslage zurück. Etwa auf die
ser Höhe wird der Arbeitstakt beendet.
Danach gleitet der Flügelkolben (2) durch die Bereiche der Eingreif-Elemente
(6 bis 10) der anderen Seite.
Sobald der Flügelkolben (2) den Bereich des folgenden Eingreif-Elements (6
bis 10) durchlaufen hat, beginnt der technische Prozess wie beschrieben periodisch von
vorn.
Für den anderen Flügelkolben (2) mit den umgebenden Bauelementen gilt die glei
che Wirkungsweise, wie bisher beschrieben.
Die Diesel-Version wird mit höherem Ladeluft-Druck betrieben, zwecks Selbstzündung.
Die Zündeinheit (8) ist dann inaktiv.
Aufgrund der vorangegangenen Beschreibung werden die Vorteile der Rotations-
Verbrennungs-Kraftmaschine nachvollziehbar.
Am Ausführungsbeispiel mit zwei Flügelkolben (2) ergeben sich pro 360°-Drehwin
kel 4 Arbeitstakte. Das führt zu einem günstigen Leistungsgewicht.
(Hubkolben-Viertakt-Motor: 1 Arbeitstakt/720°-Drehwinkel der Kurbelwelle)
Der Motor-Steuerung der Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine stehen für die opti
male Anpassung an die jeweils herrschenden Betriebsbedingungen nicht nur die Varia
blen für Zündzeitpunkt, Luftmenge und eingespritzte Brennstoffmenge zur Verfügung,
sondern auch das den thermodynamischen Wirkungsgrad stark beeinflussende Ver
dichtungsverhältnis der externen Kompressions-Einheit für die Ladeluft.
Ebenso kann die Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine in Bezug auf die Ringraum-
Schotts (6) (inclusive der weiteren Eingreif-Elemente (7-10) für die Arbeits
kammer(n)-Bildung kontinuierlich periodisch oder auch variabel angesteuert werden.
Z. B. für die Schubabschaltung oder andere Effekte.
Die Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine kann als Vielstoff-Motor (Benzin, Diesel,
Gas) betrieben werden.
Ein weiterer Vorteil der Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine gegenüber dem Hub
kolben-Motor ergibt sich dadurch, daß die Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine gute
Leichtlauf-Eigenschaften aufweist.
Beim Hubkolben-Motor wird der Kolben bis auf die OT- bzw UT-Position stets mit er
heblicher Kraft bauartbedingt gegen die Zylinderwand gedrückt (Winkel der Pleuelstan
ge). Das erzeugt innere Reibung und Energieverlust.
Aufgrund der Bauart der Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine mit rotierenden Flü
gelkolben (2) entfällt dieser technische Nachteil.
Die Vorteile des eleganten Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschinen-Konzeptes im Ver
gleich zum Hubkolben-Motor-Konzept:
- - besserer Gesamtwirkungsgrad
- - weniger Kraftstoff
- - weniger Emission
- - weniger Belastung für die Umwelt
- - besserer Drehmomenten-Verlauf
- - Schaltgetriebe bei Kfz-Anwendung mit weniger Gängen
- - ermüdungsfreieres Auto-Fahren
- - optimale Motor-Steuerungsmöglichkeiten
- - Leicht-Lauf-Motor
- - Vielstoff-Motor
Claims (12)
1. Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine für Antriebsanlagen im Kfz-Bau und für weitere
Antriebsanwendungen verschiedenster Art,
mit Rotationsscheibe (1), Flügelkolben (2), Abtriebswelle (3), Gehäuse
(4), Ringraum (5), Eingreif-Elementen (6-10), extern angeordneten
Ladeluft-Kompressor, plus weiteren Hilfsaggregaten,
zwecks Erzeugung von Drehmomenten.
2. Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine nach Anspruch 1, wo zwei oder eine von zwei
verschiedene Anzahl von Flügelkolben (2) in einem kreisförmigen Ringraum
(5) rotieren.
3. Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine nach Anspruch 1, wo für die Verdichtung eine
externe Ladeluft-Kompressor-Einheit eingesetzt wird.
4. Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Verdichtungsarbeit
unter bestimmten Betriebsbedingungen während voller Umdrehungen der Abtriebswelle
(3) ausgesetzt werden kann.
5. Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine nach Anspruch 1, wo der Ringraum (5) pro
Umdrehung der Rotationsscheibe (1) kontinuierlich periodisch oder auch variabel
mit entsprechenden Eingreif-Elementen (6-10) abgesperrt bzw. beaufschlagt wird
für die Bildung von Arbeits-Kammern.
6. Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine nach Anspruch 1, wo bei einer 2-
Flügelkolbenversion (2) mit 2 Arbeitskammern und periodischer Steuerung pro
voller Umdrehung der Rotations-Einheit (1-3) 4 Arbeitstakte realisiert werden. (Bei
gleicher Flügelkolben- und Arbeitskammern-Anzahl immer das Quadrat der Flügelkol
benanzahl).
7. Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine nach Anspruch 1, wo die Motorsteuerung auch
bezüglich des Verdichtungsverhältnisses variabel ist.
8. Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine nach Anspruch 1, wo die Anzahl der Ar
beitstakte pro voller Umdrehung der Abtriebswelle (3) variabel gestattet werden
kann.
9. Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine nach Anspruch 1, wo Flügelkolben (2) und
Arbeitskammern gleiche oder ungleiche Anzahl haben können.
10. Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine nach Anspruch 1, wo der oder die Flügelkolben
(2) während des Arbeitstaktes gleichzeitig vorherige Verbrennungsgase in die At
mosphäre ausstößt.
11. Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine nach Anspruch 1, wo Benzin und/oder Diesel
und/oder Gas-Versionen möglich sind.
12. Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine nach Anspruch 1, wo Linkslauf- oder Rechts
lauf-Varianten möglich sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999121737 DE19921737A1 (de) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999121737 DE19921737A1 (de) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19921737A1 true DE19921737A1 (de) | 2000-11-16 |
Family
ID=7907737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999121737 Withdrawn DE19921737A1 (de) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | Rotations-Verbrennungs-Kraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19921737A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007020337A1 (de) * | 2007-04-30 | 2008-11-06 | Gerald Falkensteiner | Drehkolbenmotor mit umlaufendem Kolben |
DE102015006320A1 (de) | 2015-05-16 | 2016-01-14 | Kai Minsel | Kreissegmentmotor |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1556600A (en) * | 1924-06-23 | 1925-10-13 | Hardy Benjamin Lomax | Rotary gasoline motor |
US2069557A (en) * | 1934-10-26 | 1937-02-02 | Policansky Hyman | Internal combustion engine |
DE3321461C2 (de) * | 1983-06-14 | 1987-05-21 | Kypreos-Pantazis, Georgios, Dr.Ing., 8000 Muenchen, De |
-
1999
- 1999-05-11 DE DE1999121737 patent/DE19921737A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US1556600A (en) * | 1924-06-23 | 1925-10-13 | Hardy Benjamin Lomax | Rotary gasoline motor |
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DE102015006320A1 (de) | 2015-05-16 | 2016-01-14 | Kai Minsel | Kreissegmentmotor |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8122 | Nonbinding interest in granting licenses declared | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |