DE2023279A1 - Kreiskolbenmotor - Google Patents

Description

• KREISKOLBENMOTOR Die Erfindung betrifft einen Kreiskolbenmotor mit einem Gehäuse, mit einem im Gehäuse um eine geometrische Längsachse drehbaren, durch eine Lagervorrichtung gelagerten Kolbenvorrichtung, die mit im wesentlichen längs der Längsachse sich erstreckenden Bereichen und mit radialen stirnseitigen Bereichen mit Hilfe von Dichtvorrichtungen druckdicht an gegenüberliegenden Flächen einer Gehäuseausnehmung anliegen, mit einer von der Kolbenvorrichtung in ihrem Öffnungszustand gesteuerten Auspufföffnung in dem Gehäuse, mit einer von der Kolbenvorrichtung in ihrem Öffnungszustand gesteuerten Ansaugöffnung in dem Gehäuse, wobei die Auspufföffnung winkelmäßig zur Ansaugöffnung versetzt ist, mit einer Zündvorrichtung im Falle eines Benzinmotors und mit einer Abtriebswelle, die drehfest mit der Kolbenvorrichtung verbunden ist, Bekannte Trochoiden- oder Radkurvenmotoren haben den Vorteil, daß die Drehbewegung durch einen rotierenden Kolben entsteht. Es mUssen daher keine hin- und hergehenden Massen beschleunigt und wieder abgebremst werden und es ist einfach, die Massenkräfte erster, zweiter und dritter usw, Ordnung zu beherrschen, weil die Beschleunigung des Kolbens bei gleicher Drehzahl auf eine Umdrehung von 3600 bezogen insgesamt gleich ist* Bei Trochoiden-Motoren befindet sich jedoch der Schwerpunkt der Kolben nicht in der geometrischen Achse der Drehbewegung, so daß man Gegengewichte mit umlaufen lassen muß, damit der Kolben nach außen kräftefrei wird. Der Umfang der Gehäuseausnehmung folgt bei allen Trochoiden einer wesentlich von der Kreisform abweichenden Form und nur diese kann man einfach und billig herstellen, bearbeiten, veredeln und berechnen, wie dies von den Zylindern der Otto- und Dieselmotoren her bekannt ist. Auch die Kolben der Trochoiden-Motore weichen wesentlich von der Kreisform ab und es ist auch hier schwierig, sie herzustellen, zu bearbeiten usw, Weiterhin ist die Lagerung ein Problem, denn relativ zur Gestalt des Umfangs der Gehäuseausnehmung muß der Kolben immer eine ganz bestimmte Lage einnehmen, Ganz erhebliche Schwierigkeiten macht auch die Abdichtung zwischen Räume hohen Drucks und niedrigeren Drucks, Man verwendet hierzu durch Federn nach außen gedrückte Dichtleisten entweder in der Gehäuseausnehmung oder am Kolben. Da die Stirnfläche solcher Dichtleisten jedoch nur eine bestimmte Gestalt haben kann, liegt sie an der relativ zu ihr bewegten Gegenfläche nicht immer optimal an, weil sich ja die Krümmung dieser Gegenfläche ständig ändert und an bestimmten Stellen sogar abrupt ändert. Zwar benötigt man keine Einlaßund Auslaßventile, wie dies bei Otto- und Dieselmotoren häufig der Fall ist Im Verhältnis zu solchen Motoren ist jedoch bei den Trochoiden-Motoren der Drehmomentenverlauf insofern ungünstig, als ein hohes Drehmoment erst bei hoher Drehzahl auftritt und allgemein der Drehzahlbereich wesentlich höher als bei Otto- und Dieselmotoren ist. Man kann daher in Kraftfahrzeugen usw.
• Troclioidenmotoren nur mit nachgeschaltetem Wandler verwenden, der jedoch selbst wieder teuer ist, gekühlt werden muß, Leistung verzehrt usw, Pro Umdrehung gibt der was Trochaidenmotor einen Leistungsimpuls ab, zwar besser als beim Viertaktmotor ist, weshalb der Trochoidenmotor auch als Zweitaktmotor bezeichnet wird. Es könnte jedoch auch in dieser Hinsicht ein Motor noch verbesserungsfähig sein. Im Gegensatz zum Hubkolbenmotor hat der Trochoidenmotor längere Flammwege und seine spezifische Wärmebelastung der Brennraumfläche ist etwa doppelt so hoch wie beim Hubkolben-Vieraktmotor. Gegenüber dem Hubkolbenmotor hat er jedoch den Vorteil, daß man seine Leistung einfach erhöhen kann, indem man eine Scheibe ansetzt, die eine Baueinheit für sich ist Zwar sind die Trochoidenmotore im Hinblick auf die Oktanzahl des Benzins unempfindlich. Man kann sie jedoch wegen der schwierigen Abdichtverhältnisse nicht als Dieselmotore betreiben, denn während Benzinmotore z, B. eine Verdichtung von 1 : 10 haben, besitzen Dieselmotore eine Verdichtung von beispielsweise 1 : 20. Dies ist mit Trochoidenmotoren ernstlich nicht erfüllbar. Dies hängt auch damit zusammen, daß man bei Trochoidenmotoren prinzipiell nur eine Dicht leiste an einer Kante vorsehen kann, deren zunächst eckiger Querschnitt im Lauf der Zeit abgeschliffen wird. Der Explosionsdruck kann sich dann zwischen Wand und Dichtleiste drqngen und diese in ihre Nut einwärts drücken, so daß die Abdichtung noch schlechter wird.
• Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kreiskolbenmotor anzugeben, der die bekannten Vorteile der Trochoidenmotore besitzt, jedoch nicht deren Nachteile, Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Gehäuseausnehmung an ihrem Umfang kreiszylindrisch und koaxial zur geometrischen Längsachse ist, daß um diese Längsachse eine erste Kolbenanordnung drehbar ist, die im Bezug auf die Längsachse im Hinblick auf die Massenverteilung und Gestalt im wesentlichen symmetrische, zueinander starre erste Flügel der Anzahl n aufweist, wobei n mindestens gleich 2 ist, daß die ersten Flügel etwa kreissektorförmige Gestalt haben und ihre kreiszylinderabschnittförmige Umfangsfläche mindestens in Teilbereichen und druckdicht an der Umfangsfläche der Gehäuseausnehmung an liegt, daß beide kreissektorförmigen Stirnflächen jedes ersten Flügels mindestens in Teilbereichen und druckdicht an beiden Böden der Gehäuseausnehmung anliegen, daß der Sektorwinkel dieser ersten Flügel wesentlich kleiner als 900 ist, daß dieser ersten Flügel im Betrieb gleichförmig umlaufen, daß um diese Längsachse eine zweite Kolbenanordnung drehbar ist, die im Hinblick auf Massenverteilung und Gestalt im wesentlichen symmetrische zueinander starre zweite Flügel der Anzahl n aufweist, wobei n mindestens gleich 2 ist, daß die zweiten Flügel etwa kreissektorförmige Gestalt haben, und ihr kreisabschnittförmiger Umfang mindestens in Teilbereichen und druckdicht am Umfang der Gehäuseausnehmung anliegt, daß beide kreissektorförmigen Stirnflächen jedes zweiten Flügels mindestens in Teilbereichen und druckdicht an beiden Böden der Gehäuseausnehmung anliegen, daß der Sektorwinkel dieser zweiten Flügel wesentlich kleiner als 900 ist, daß sich jeder zweite Flügel jeweils im Raum zwischen zwei ersten Flügeln befindet und daß die erste Kolbenanordnung mit der zweiten Kolbenanordnung durch eine Steuervorrichtung verbunden ist, die bei gleichförmiger Drehung der ersten Kolbenanordnung der zweiten Kolbenanordnung eine ihrer gleichförmigen Drehung überlagerte Bewegung verleiht, dergestalt, daß die zweite Kolbenanordnung relativ zur gleichförmigen Drehung periodisch einmal voreilt und einmal nacheilt und daß bei maximaler Voreilung zwischen einem der ersten und einem der zweiten Flügel ein Kompressionsvolumen im zeitlichen Bereich des Zündzeitpunkts, zu einem späteren Zeitbereich zwischen diesem ersten und dem ihm nacheilenden zweiten Flügel ein auszupuffendes Volumen, und daß zu einem dritten Zeitbereich zwischen dem anderen zweiten und dem ihm nacheilenden ersten Flügel ein mit Frischgas zu füllendes und später zu komprimierendes Volumen vorhanden ist.
• Ein solcher Motor hat insgesamt eine sehr einfache Bauweise. Die Gehäuseausnehmung kann genau so einfach ausgearbeitet werden, wie dies von Hubkolbenmotoren her der Fall ist, Auch die Herstellung der Flügel ist wesentlich einfacher als die Herstellung der Trochoidenmotor-Kolbena Die Dichtleisten finden stets Gegenflächen vor, deren Krümmung konstant ist. Der Drehmomentenverlauf ist äußerst günstig, das maximale Drehmoment wird bereits bei vergleichsweise niederer Drehzahl abgegeben und man kann den Drehzahlbereich insgesamt niederer wählen als denjenigen der Trochoidenmotore. Man kann den Motor sowohl als Benzinmotor als auch als Dieselmotor wie auch als Benzin-Einspritz-Motor verwenden. Er benötigt im Falle des Benzinmotors nur eine einzige Zündkerze. Es treten zumindest theoretisch weder Massenkräfte der ersten noch sonst irgendeiner Ordnung auf 0 Während einer Drehung von 3600können zwei vollständige Arbeitsspiele stattfinden0 Lager und Wellen spüren den Explosionsdruck zumindest theoretisch nicht0 Man kann normale Zündkerzen verwenden Sowohl zum Auspuffen als auch zum Ansaugen stehen lange Zeiten zur Verfügung. Der Motor kann sowohl durch Wasser als auch durch Luft gekühlt werden. Die Festigkeitsprobleme und die Kinematik sind leicht Uberschaubar, Die Steuerung der Kolbenanordnungen ist extrem einfach, gleichgültig, ob die Kolbenanordnungen zweiflüglig, dreiflüglig, usw. sind, Der zu versteuernde Hubraum ist klein, Bei der Steuerung sind keinerlei Federn notwendig, die eine Rückkehr in die Ausgangslage erzwingen, wie dies bei ventilgesteuerten Motoren der Fall ist0 Die Flügel steuern die Ansaugöffnung und die Auspufföffnung allein durch ihre Lage, indem sie diese verdecken oder freigeben, Die Giftigkeit der Abgase ist minimal, Die von ihm verursachten Erschütterungen sind klein und sein Laufverhalten ist ausgesprochen leise. Man erzielt mit ihm leicht einen guten Füllgrad, Das Gemisch wird ausgezeichnet verwirbelt. Die schwereren Flügel übernehmen zugleich die Wirkung eines Schwungrads, während die eine der Drehbewegung überlagerte oszillierende Bewegung aufweisenden leichteren Flügel durch ihr geringes Gewicht die Laufruhe nicht stören. Man kann mehrere Dichtleisten an den Umfängen vorsehen, Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschribung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels hervor, In der Zeichnung zeigen: Fig, 1 einen Radialschnitt senkrecht zur geometrischen Längsachse des Motors im Augenblick der Zündung, Fig0 2 die Lage der Flügel im Augenblick des Auspuffens, Fig0 3 die Draufsicht auf die Steuers eite, Fig0 4 eine perspektivische Ansicht der ersten Kolbenanordnung samt der zugehörigen Teilwelle Figç 5 eine perspektivische Ansicht der zweiten Kolbenanordnung samt der zugehörigen TeilweIIe7 Fig; 6 die Seitenansicht des Motors von derAuspuffseite her.
• Fig0 7 ein qualitatives Diagramm, Fig. 8 einen Radialschnitt durch einen Schwingkolbenmotor0 Ein Gehouse 1 1 hat innen eine kreiszylindrische Ausnehmung 12 und zwei Scheibenförmige Deckel 13, 140 Die Ausnehmung 12 ist koaxial zur geometrischen Längsachse 160 Die Deckel 13. 14 sind unter Zwischenlegen von Dichtscheiben mit dem Mantel 17 druckdicht verbunden. Im Mantel 17 ist eine Gewindebohrung 18 vorgesehen, in die eine Zündkerze 19 eingeschraubt ist, die mit einer bekannten Zündanlage elektrisch verbunden ist. Ihre Elektroden befinden sich außerhalb derAusnehmung 12 in einer Nische des Mantels 17. Um 94° gegenüber der Zündkerze 19 versetzt befindet sich eine Auspufföffnung 21 im Mantel 17, die sich fast längs dessen ganzer Länge erstreckt und 300 breit ist0 Die Auspufföffnung 21 ist jedoch nicht einfach ein rechteckiges Loch, sondern hat Stege 30, die sich in radialen Ebenen erstrecken und deren Innenfläche mit der Fläche der Ausnehmung 12 fluchtet, so daß diese Stege noch später zu besprechende Dicht leisten im Betrieb daran hindern, aus der Auspufföffnung 21 hinauszufliegen.
• Im Deckel t3 ist eine Ansaugöffnung 22 vorgesehen, deren Mitte um etwa 1950 gegenüber der Zündkerze 19 versetzt ist und etwa 359 breit ist. Die AnsaugöfFnung 22 hat kreissektorförmige Gestalt0 Zwei ihrer Ränder 23, 24 verlaufen radial zur geometrischen Längsachse 16, während die beiden anderen Ränder 26, 27 konzentrisch zur geometrischen Längsachse 16 verlaufen, wobei der Rand 26 naturgemäß kürzer als der Rand 27 ist0 Zwei Flügel 28, 29 haben tortenstückähnliche Gestalt. Ihre Umfänge 20, 25 sind zylindersektorförmig und entsprechen in ihrer Gestult derAusnehmung 12. Ihre Stirnflächen 31, 32, 33, 34 sind kreissektorförmig. Im zusammengebauten Zustand liegen die Stirnflächen 31, 33 gegenüber dem Deckel 14 während die Stirnflächen 32, 34 gegenüber dem Deckel 13 liegend Der Flügel 28 ist hezüglich der Längsachse 16 das Spiegelbild des Flügels 29s Auf halber Länge sind die Flüge128, 29 einstückig mit einem Bund 36, der im großen und ganzen eine kreiszylindrische Oberfläche 37 hat, die koaxial zur Längsachse 16 liegt. Mit seinem gemäß Fig. 4 linken Bereich ragt der nach links über die Flügel 28, 29 hinaus und ist dort im Deckel 13 drehbar und druckdicht gelagert0 Der Bund 36 ist einstückig mit den Flügeln 28, 29 Wo die rechte Stirnseite 38 des Bunds 36 aufhört, haben die Flügel 28, 29 je eine Ausdrehung 20r 45 in Fortsetzung der Oberfläche 37, do h. ihre Oberfläche folgt einer Zylinderoberf läche ç Nach rechts setzt sich der Bund 36 in einem kreiszylindrischen Zapfen 39 fort, der koaxial zur Längsachse 16 ist und sich in zusammengebauten Zustand bis über den Deckel 14 hinaus erstreckt0 Der Sektorwinkel der Flügel 28, 29 beträgt 510 Ihre Wände 41, 42, 43, 44 sind eben. Die Wand 41 und 44 liegt in einer gemeinsamen radialen Ebene und die Wand 43, 42 liegt in einer anderen gemeinsamen radialen Ebenes Auf dem Bund 36 außerhalb des Deckels 13 sitzt drehfest eine kreisrunde Scheibe 46, deren Durchmesser etwas kleiner als der Durchmesser des Gehäuses 11 ist und die zwei sektorförmige Fenster 47 hat, die in der Größe der Ansaugöffnung 22 entsprechen, symmetrisch zur Längsachse 16 angeordnet sind und sich in der Fig. 2 gezeichneten Stellung mit derAnsaugöffnung 22 öffnen, so daß durch diese über eine Gemischleitung 48 zO Bo von einem Vergaser her Gemisch angesaugt werden kann. Im Falle eines Dieselmotors wird dort lediglich die Luft angesaugt, Der Deutlichkeit halber wurde in Fig. 6 ein Spalt zwischen der Scheibe 46 und dem Deckel 13 einerseits und der Scheibe 46 und der Gemisch leitung 48 andererseits belassen, Natürlich wird im Betrieb dieser Bereich dicht gehalten, so daß entweder die Ansaugöffnung und die Gemischleitung 48 verschlossen oder aber ein Gemisch-verlustioser Durchgang zwischen der Gemischleitung 48 und der Ansaugöffnung 22 besteht, Da die Scheibe 46 außerhalb der Brennräume verläuft, ist sie thermisch praktisch nicht belastet und an die Abdichtung brauchen auch keine hohe Anforderungen gestellt werden, da sich das komprimierte Volumen schon lange Zeit vor der maximalen Kompression nicht mehr hinter der Ansaugöffnung 22 befindet0 Zwei weitere Flügel 49, 51 sind gleich den Flügeln 28, 29 aufgebaut, haben jedoch einen wesentlich kleineren Sektorwinkel von etwa 300, Ihre Stirnflächen 52, 53 laufen gegenüber der Innenseite des Deckels 14 und ihre Stirnflächen 54, 56 laufen gegenüber der Innenseite des Deckels 13, ebenso wie die Stirnflachen 32,34 der Flügel 28, 290 Die beiden Flügel 49, 51 sind auf ihrer halben Länge mit ihrer Wurzel 57, 58 mit einer Welle 59 verbunden, deren Durchmesser exakt gleich dem Durchmesser des Bunds 36 ist und gemäß Fig0 6 nach links aus dem Deckel 14 herausragt und dort druckfest gelagert ist. Die Oberfläche 61 der Welle 59 läuft exakt koaxial mit zylindrischer Fläche zur Längsachse 16 und baut eine koaxiale innere Durchgangsbohrung 62, in die der Zapfen 39 drehbar passt. Steckt man die Vorrichtung nach Fig 0 4 und 5 zusammen, so laufen die Wände 40, 41 der Flügel 28, 29 auf der Oberfläche 61 e während die gleich ausgebildeten Wände 63, 64 auf der Oberfläche 37 des Bunds 36 laufen0 Der Einfachkeit halber wurden in den Fig. 4 und 5 sämtliche Dicht leisten weggelassen0 In Fig0 1 sind jedoch einige Nuten 66 für Dichtleisten schematisch angedeutet0 Die Dichtleisten in den Flächen 20, 25, 67, 68 erstrecken sich natijrlich über die ganze Länge der Flügel 28, 29, 49,51, während sich die Dichtleisten in den Flächen 40, 41, 63, 64 nur über die halbe Länge erstrecken0 Ferner sind in den Stirnflächen 31, 32, 33, 34, 52, 53, 54, 56 radiale Dichtleisten vorzusehen, die gegenüber den Deckeln 13, 14 abdichten. Im Betrieb liegt die Stirnseite 38 evtl. durch Hilfsmittel abgedichtet, druckdicht, jedoch um einen Winkel um die geometrische Längsachse 16 schwenkbar, an der Stirnseite 61 an. Die Ausdrehungen 40, 45 und die Wände 63, 64 sind untereinander gleich lang, Auf der Außenseite des Deckels 14 sitzt koaxial zur Längsachse 16 ein mit ihm starrer Zahnkranz 69 mit Außenzähnen 710 Auf der Welle 59 sitzt gemäß Fig. 6 links vom Zahnkranz 69 ein Arm 72, der sich radial erstreckt und an seinem freien Ende eine drehbar gelagerte Rolle 73 aufweist, die auf einem Kugellager 74 sitzt; Die geometrische Längsachse der Rolle 73 ist parallel zur geometrischen Längsachse 16e Auf dem Zapfen 39 sitzt ebenfalls drehstarr ein radia!er Arm 76, der in einer Bohrung eine drehbare Welle 77 lagert, die sich zu beiden Seiten vom Arm 76 erstreckt- und deren geometrische Längsachse parallel zur geometrischen Längsachse 16 ist,0 Auf der gemäß Fig0 6 rechten Seite trägt die Welle 77 ein Zahnrad 78; dessen Zähne 79 mit den Außenzähnen 71 kttmmenç Im Falle der vierflügligen Anordnung des Ausführungsbeispiels betrogt das Übersetzungsverhältnis 1 :2 und müßte bei einer sechsflugligen Anordnung 1 2 betragen usw, Drehstarr auf der Welle 77 sitzt auch ein Nocken 81, wegen dessen genauer Gestalt auf die Fig0 3 verwiesen wird und die am besten mit ''eiförmigl' beschrieben wird0 Sein Drehzentrum bezüglich der Welle 77 befindet sich entgegengesetzt zu seiner Spitze 82, in dessen Nähe seine Außenfläche weniger gekrümmt ist und deren Krümmung zur Spitze 82 hin symmetrisch zunimmt. Der Nocken 81 liegt an der Rolle 73 an, In den Fig. 1 und 3 ist noch ein Pfeil 83 gezeichnet, der die Drehrichtung angibt o im Betrieb arbeitet die Vorrichtung wie folgt: Im komprimierten explosionsfähigen Volumen 84 wird gerade ein Zündfunke erzeugt (Fig0 1 )ç Wegen der Eigenart der Steuerungsvorrichtung nach Fig. 3 und 6 bleibt zunächst der Flügel 49 praktisch stehen und der Flügel 28 bewegt sich in Richtung des Pfeils 83o Alsbald beginnt jedoch der Kolben 49 mit erhöhter Geschwindigkeit hinter dem Kolben 28 herzu jagen, wodurch das nunmehr verbrannte Volumen 84 erneut komprimiert und zur AuspuFföffnung 21 ausgepufft wird0 Der Auspuff öffnet bei und schließt bei ungefähr Die Auspufföffnung 21 bleibt damit sehr lange offen und das verbrannte Gemisch wird gründlich ausgespültO Wie man aus Fig0 1 sieht, expandiert kurz nach der gezeichneten Situation das Volumen 86 und saugt über die Ansaugöffnung 22 und das Fenster 47 Gemisch aus der Gemischleitung 28 an, Bei der weiteren Bewegung wird das Volumen 86 von der Ansaugöffnung 22 getrennt und in Fig. 2 ist die Ansaugöffnung 22 durch die Scheibe 46 verschlossen, so daß das Volumen 87 kein Gemisch aufnehmen kann. Das gleiche gilt auch später für das Volumen 88 Das Volumen 86 wird immer mehr komprimiert, weil der Flügel 51 den Flügel 29 immer mehr einholt, bis dann wieder der in Fig. 1 gezeichnete Zustand erreicht ist0 Die Kompressionsverhältnisse lassen sich durch die Form des Nockens 81 und die Form der Flügel leicht beeinflussen0 Ferner kann man durch die Sektorenbreiten, die Breite der Auspuff- und Ansaugöffnung sowie die Form des Nockens 81 die Ansaugzeit und Auspuffzeit leicht bestimmen und günstig beeinflussen. Die Wände 41, 44 sowie die gegenüberliegenden Wände der anderen Flügel brauchten natürlich nicht völlig eben zu sein. Sie können zur Bildung von wünschenswerten Eigenschaften beim Verbrennungsvorgang, beim Verwirbelungsvorgang und beim Kornpressionsvorgang sowie beim Einspritzvorgang auch ausgehöhlt sein. Die Flügel müssen nicht massiv sein, sondern können innen verrippt sein. Insbesondere können sie von denjenigen Seiten her hohl sein, die nicht durch Explosionsdrücke beaufschlagt werden.
• Fig0 7 zeigt quantitativ die Bewegung der Flügel 28, 29 über der Zeit durch eine waagerechte Gerade 89 an, während die oszillierenden Bewegungen der Flügel 49, 51 durch die Kurve 91 angedeutet werden. Natürlich hat man es durch die Gestalt des Nockens 81 in der Hand, den Verlauf der Kurve 91 zu beeinflussen.
• Die Ansaugöffnung muß nicht unbedingt im Deckel 13 vorgesehen sein0 Sie kann ähnlich wie die Auspufföffnung 21 im Mantel 17 vorgesehen sein, jedoch gegenüber dieser um entsprechende Winkelgrade versetzt. Ist die Ansaugöffnung genügend lang, so benötigt sie ebenfalls Stege 300 In diesem Fall läßt man um den Mantel 17 einen Ring 92 umlaufen, wie er gestrichelt in Fig. 6 eingezeichnet ist0 Dieser hat die entsprechenden Fenster, analog zur Scheibe 46o Der Ring 92 kann durch Speichen oder auch eine Vollscheibe mit dem Bund 36 verbunden sein* Darüber hinavs besteht natürlich auch die Möglichkeit, in herkömmlicher Weise die Ansaugöffnung durch Nocken und Ventile zu steuern.
• Es wird nunmehr der Motor nach Fig0 8 beschrieben: Man erkennt dort ein im wesentlichen halbzylindrisches Gehäuse 93, in dessen Hohlräumen 94, 96 Kühlwasser fliessen kann. Die Ausnehmung 97 erstreckt sich etwa über 1500 und ist kreiszylindersektorförmig, gesehen von der geometrischen Längsachse 98 aus. Die Endwände 99, 101 schließen einen stumpfen Winkel ein, während die Außenwand 102 kreiszylindrisch ist, Zu beiden Seiten ist das Gehäuse 93 von je einem Deckel 103 abgedeckt, Einer dieser Deckel 103 hat eine sektorförmige Ansaugöffnung 104, die winkelsymmetrisch zu den Endwänden 99, 101 ist und sektorförmige Gestalt hat. Ebenfalls winkelsymmetrisch ist eine Auspufföffnung 10 6 vorgesehen, die sich im Gehäuse 93 in der gezeichneten Stelle befindet.
• Es sind zwei Zündkerzen dicht neben den Endwänden 99, 101 vorgesehen. Diese sind jedoch nicht gezeichnet, sondern lediglich symbolisch ihre Zündfunken 107, 108.
• Der gemäß Fig0 8 linke von oben nach unten gezeichnete Teil der Wand 109 des Gehäuses 93 hat eine Längsausnehmung 111, deren obere und untere Ränder parallel zueinander verlaufen und je eine Nut 1 12 für eine Dichtleiste auf ihrer Stirnseite besitzen. Die Längsausnehmung 111 ist nach links, dç h. auf der der Außenwand 102 gegenüberliegenden Seite der Wand 109 durch eine Lagerschale 113 abgedeckt, die fest mit der Wand 109 verbunden ist und an einer bestimmten Stelle einen vergleichsweise schmalen Längsschlitz 114 aufweist0 Dieser wird von einem Arm 1 16 durchquert, der an seinem freien Ende ein Auge 117 trägt, welches gelenkig mit einer gestrichelt dargestellten Pleulstange 118 verbunden ist. Der Arm 116 kann sich von der ausgezogen gezeichneten Lage zur gestrichelt gezeichneten Lage verschwenken und damit eine Pleulstange 118 auf- und abbewegen, Der Arm 116 gehört zu einer kreiszylindrischen Welle 119, die hohl ist und für die die Lagerschale 113 und die Längsausnehmung 11 1 ein Lager bildet, so daß sie in diesem Lager um die geometrische Längsachse 98 oszillieren kann. Mit der Welle 119 ist starr ein Flügel 121 yerbunden, der kreiszylindersektorförmig ist und dessen Umfangsfläche 122 dicht an der Außenwand 102 entlang bewegt werden kann Die Umfangsfläche 122 ist konzentrisch zur geometrischen Längsachse 98 und die Seitenwände 123, 124 liegen in Ebenen, die zur Längsachse 98 radial sind0 Der Öffnungswinkel des Flügels 121 ist weniger als die Hälfte des Offnungswinkels der Ausnehmung 97. In der Umfangsfläche 122 sind Nuten 126 in den Bereichen hinter den Seitenwänden 123, 124 vorgesehen, die Dichtleisten aufnehmen können0 Die Dichtleisten samt ihrer Federung sind nicht gezeichnet.
• Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: In einem vorher angesaugten und später komprimierten, mit Benzin, Dieselöl od. dgle angereicherten Volumen 127 wird ein Zündfunke 102 gezündet. Daraufhin bewegt sich der Flügel 121 im Uhrzeigersinn nach unten, das Volumen 127 expandiert und derAuspuffvorgang beginnt, sobald die Seitenwand 123 den oberen Rand derAuspufföffnung 106 passiert hat. Kurz darauf oder gleichzeitig wird von einer periodisch arbeitenden Kompressionseinrichtung Gemisch über die Ansaugöffnung 104 in das nunmehr nur noch wenig wachsende Volumen 127 hereingedrückt, Vorher wurde durch eben diese Kompressionseinrichtung das komplementäre Volumen 128 Gemisch über die Ansaugöffnung 104 hereingedrückt, Beim Abwärtsschwenken hat sich dieses Volumen 128 zwischen der Seitenwand 124 und der Endwand 108 komprimiert und wenn der Ansaugvorgang fur das Volumen 127 beendet istj ist das Volumen 128 maximal komprimiert und ein Zündfunke 103 wird erzeugt Der Fluten 121 bewegt sich nunmehr im Gegenuhrzeigersinn nach oben und das Spiel wiederholt sich.
• Die Kompressionsvorrichtung kann beliebige Gestalt haben Man kann sie jedoch gemäß der gestrichelten Darstellung mit dem geschilderten Motor verbinden, indem man zwei Flügel 129, 130 starr mit der Welle 119 verbindet und so anordnet, daß sie ein Volumen 131, 132 periodisch verdichten, das zum größten Teil durch Wände 133, 134geenüber der Atmosphäre abgeschlossen ist, in das jedoch bei bestimmten Stellungen der Flügel 129, 130 Luft einströmen kann Der Zustrom wird dann in üblicher Weise rechtzeitig unterbunden. Die Volumen 131, 132 werden alternierend verdichtet und am Ende der Verdichtung mit derAnsaugöffnung 104 verbunden. Die Zeitwahl ist dabei so getroffen, daß diese Verbindung gerade in der Endphase des Auspuffvorgangs erfolgt so daß hierdurch zugleich die verbrannten Gase ausgespült werden Jenachdem kann man den Motor als Dieselmotor, als Ansaug-Benzinmotor oder als Einspritz-Benzinmotor verwenden9 Die Einspritzung kann in die Volumen 127, 128 köder 131, 132 erfolgen, wozu geeignete Einspritzvorrichtungen vorzusehen sind. Beim Saugmotor saugen die Volumen 131, 132 Gemisch ang

Claims (1)

1. Patentonsprüche: Kreiskolbenmotor mit einem Gehäuse, mit einem im Gehäuse um ane geometrische Längsachse drehbaren, durch eine Lagervorrichtung gelagerten Kolbenvorrichtung, die mit im wesentlichen längs der Längsachse sich erstreckenden Bereichen und mit radialen stirnseitigen Bereichen mit Hilfe von Dichtvorrichtungen druckdicht an gegenüberliegenden Flächen einer Gehäuseausnehmung an liegen, mit einer von der Kolbenvorrichtung in ihrem ÖFfnungszustand gesteuerten Auspufföffnung in dem Gehäuse, mit einer von der Kolbenvorrichtung in ihrem Öffnungszustand gesteuerten Ansaugöffnung in dem Gehäuse, wobei die Auspufföffnung winkelmäßig zur Ansaugöffnung versetzt ist, mit einer Zündvorrichtung im Falle eines Benzinmotors, und mit einer Abtriebswelle, die drehfest mit der Kolbenvorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseausnehmung (12) an ihrem Umfang kreiszylindrisch und koaxial zur geometrischen Längsachse (16) ist, daß um diese Längsachse (16) eine erste Kolbenanordnung drehbar ist, die im Bezug auf die Längsachse (16) im Hinblick auf die Massenverteilung und Gestalt im wesentlichen symmetrische, zueinander starre.

   Flügel (28,29) der Anzahl n aufweist, wobei n mindestens gleich 2 ist, daß die ersten Flügel (28,29) etwa kreissektorförmige Gestalt haben und ihre kreiszylindernbschnittförmige Umfangsfläche (20,25) mindestens in Teilbereichen und druckdicht an der Umfangsfläche der Gehäuseausnehmung (12) anliegt, daß beide kreissektorförmigen Stirnflächen (32,31,33,34) jedes ersten Flügels (28,29r mindestens in Teilbereichen und druckdicht an beiden Böden (13,14) der Gehäuseausnehmung (12) anliegen, daß der Sektorwinkel dieser ersten Flügel (28,29) wesentlich kleiner als 90° ist, daß dieser ersten Flügel (28,29) im Betrieb gleichförmig umlaufen, daß um diese Längsachse (16) eine zweite Kolbenanordnung drehbar ist, die im Hinblick auf Massenverteilung und Gestalt im wesentlichen symmetrische zueinander starre zweite Flügel (49,51) der Anzahl n aufweist, wobei n mindestens gleich 2 ist, daß die zweiten Flügel (49,51) etwa kreissektorförmige Gestalt haben, und ihr kreisabschnittförmiger Umfang (67,68) mindestens in Teilbereichen (66) und druckdicht am Umfang der Gehäuseausnehmung (12) anliegt, daß beide kreissektorförmigen Stirnflächen (52,53,54,56) jedes zweiten Flügels (49,51) mindestens in Teilbereichen und druckdicht an beiden Böden (13,14) der Gehäuseausnehmung (12) anliegen, daß der Sektorwinkel dieser zweiten Flügel wesentlich kleiner als 900 ist, daß sich jeder zweite Flügel (49,51) jeweils im Raum zwischen zwei ersten Flügeln (28,29) befindet und daß die erste Kolbenanordnung mit der zweiten Kolbenanordnung durch eine SteuervQrrichtung (69 - 81) verbunden ist, die bei gleichförmiger Drehung der ersten Kolbenanordnung der zweiten Kolbenanordnung eine ihrer gleichförmigen Drehung überlagerte Bewegung verleiht, dergestalt, daß die zweite Kolbenanordnung relativ zur gleichförmigen Drehung periodisch einmal voreilt und einmal nacheilt und daß bei maximaler Voreilung zwischen einem der ersten und einem der zweiten Flügel (29,28) ein Kompressionsvolumen (84) im zeitlichen Bereich des Zündzeitpunkts, zu einem späteren Zeitbereich zwischen diesem ersten und dem ihm nacheilenden zweiten Flügel (28,51) ein auszupuffendes Volumen (84), und daß zu einem dritten Zeitbereich zwischen dem anderen zweiten und dem ihm nacheilenden ersten Flügel (51,28) ein mit Frischgas zu füllendes und später zu komprimierendes Volumen (86) vorhanden ist0 2. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Kolbenanordnung je zwei Flügel (28,29,49,51) haben, 3. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (28,29) der ersten Kolbenanordnung einen größeren, vorzugsweise im Bereich von 170 % größere Sektotwinkel haben als diejenigen (49,51) der zweiten Kolbenanordnung0 4. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektorwinkel der ersten und zweiten Flügel (28,29,49,51) im Bereich von 500 bzw. 300 liegen .

   5. Kreiskolbenmotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Flügel (28,29) spezifisch und absolut wesentlich schwerer als die zweiten Flügel (49,51) sind0 6. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Flügel (28,29) im wesentlichen aus Grauguß und die zweiten (49,51) aus einer Leichtmetallegierung-sind.

   70 Kreiskolbenmotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten, die zu komprimierenden und zu zündenden Volumen (84,86) begrenzenden Flächen (41, 44) der Flügel (28,29,49,51) im wesentlichen eben sind und im wesentlichen in zur geometrischen Längsachse (16) radialen Ebenen liegen, 8. Kreiskolbenmotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilbereiche der Flügel (28,29,49,51) durch vorzugsweise gerade Dichtleisten (66) gebildet sind.

   9. Kreiskolbenmotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspufföffnung (21) mit ihrer Mitte bei zwei ersten und zwei zweiten Flügeln (28,29,49,51) um etwa 900 (mechanische Altgrade) nach dem Ort höchster Kompression liegt.

   1 Oo Kreiskolbenmotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung (22) mit ihrer Mitte bei zwei ersten und zwei zweiten Flügeln (28,29,49,51) um etwa 2000 nach dem Ort höchster Kompression liegt.

   11, Kreiskolbenmotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die La gervorrichtung zwei in den Böden (13, 14) gelagerte Teilwellen (36,39,59) umfasst, von denen die erste Teilwelle (36,39) die ersten (29,28) und die zweite Teilwelle (59) die zweiten Flügel (49,51) starr trägt, daß eine der beiden Teilwellen (59) eine zur geometrischen Längsachse (16) koaxiale Innebohrung (62) hat und sich, soweit sie im Gehäuse (11) verläuft, von einem Boden (13) aus über eine erste Länge erstreckt, die wesentlich kürzer als die Länge der gleich langen Flügel (28,29,49,51) ist, daß die Außenfläche (61) der einen Teilwelle (59), soweit sie nicht von der Wurzel (57,58) der ihr zugehörigen Flügel (49,51) abgedeckt ist, zur geometrischen Längsachse (16) koaxial und kreiszylindrisch ist und einen ersten Aussendurchmesser hat, daß die andere der beiden Teilwellen (36,39) sich durch das ganze Gehäuse (11) erstreckt, mit einem Zapfen (39) die Innenbohrung (62) drehbar durchquert und mit einem Bund (36) bis zur einen Teilwelle (59) reicht, der zur geometrischen Längsachse (16) koaxial und, soweit er nicht von der Wurzel des ihr zugehörigen Flügels (28,29) abgedeckt ist, kreiszylindrisch ist und einen Durchmesser hat, der demAußendurchmesser der einen Teilwelle (59) gleich ist, daß die nicht mit ihrer Teilwelle (36,39,59) verwurzelten Bereiche (40,45,63,64) der Flügel (28,29,49,51)druckdicht auf gegenüberliegenden Berei chen (37,61) der anderen Teilwellen (36,59) laufen und daß die mit den ersten Flügeln (28,29) verbundene Teilwelle (36,39) drehstarr mit der Abtriebswelle verbunden ist0 12o Kreiskolbenmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Länge etwa gleich der Hälfte der Länge der Gehäuseausnehmung (12) ist.

   13. Kreiskolbenmotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung außerhalb der Gehäuseausnehmung (12) vorgesehen ist und einen koaxial zur geometrischen Längsachse (16) angeordneten gehäusefesten Zahnkranz (69) aufweist, daß die mit den ersten Flügeln(28,29) verbundene Teilwelle (3&,39) einen radialen ersten Arm (76)aufweist, der ein mit dem Zahnkranz (69) kämmendes Zahnrad (78) träge dessen Drehachse parallel zur geometrischen Längsachse (16) ist, daß drehstarr mit dem Zahnrad )78) ein einförmiger Nocken (81) in dessen der Eispitze (82) gegenüberliegenden Bereich verbunden ist, daß die mit den zweiten Flügeln (49,51) verbundene Teilwelle (59) einen radialen zweiten Arm (72) aufweist, der eine Leitfläche (73) aufweist, die am Nocken (81) anliegt und daß die Leitfläche (73) etwa an der Eispitze (82) anliegt, wenn die Kolbenanordnung ihre zur Zündung gehörige Lage eingenommen hat und daß das Übersetzungsverhältnis von Zahnrad (78) zu Zahnkranz (69) 1 ist.

   n 1 4. Kreiskolbenmotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung (22) von einer Blendenvorrichtung (46,47) abdeckbar und öffenbar ist, die mit den einen Flügeln (28,29) umläuft.

   15e Kreiskolbenmotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung (22) sektorförmige Gestalt hat und in dem der Steuervorrichtung entgegengesetzt liegenden Boden (13) vorgesehen ist, daß die Blendenvorrichtung (46,47) eine parallel zum Boden (13) in geringem Abstand zur Ansaugöffnung (22) abgedichtet umlaufende Scheibe (46) ist, die mit der Ansaugöffnung (22) im Ansaugzeitbereich zur Dekkung bringbare Fenster (47) aufweist und daß die Fenster (47) bei zwei ersten und zwei zweiten Flügeln (28,29,49,51) um 1800 gegeneinander versetzt sind.

   16, Kreiskolbenmotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung im Mantel (17) des Gehäuses (11) vorgesehen ist und daß die Blendenvorrichtung ein außerhalb des Mantels (17) umlaufender Ring (92) ist, der gegenüber der Ansaugöffnung abgedichtet umläuft und Fenster aufweist, die im Ansaugzeitpunkt mit der Ansaugöffnung zur Dekkung bringbar sind.

   17. Schwingkolbenmotor mit einem Gehäuse, mit einer im Gehäuse um eine geometrische Längsachse beweglichen Kolbenvorrichtung, die mit im wesentlichen längs der Längsachse sich erstreckenden Bereichen und mit radialen stirnseitigen Bereichen mit Hilfe von Dichtvorrichtungen druckdicht an gegenüberliegenden Flächen einer Gehäuseausnehmung anliegen, mit einer von der Kolbenvorrichtung in ihrem Öffnungszustand gesteuerten Auspufföffnung in dem Gehäuse, mit einerAnsaugöffnung , mit einer Zündvorrichtung im Falle eines Benzinmotors und mit einer Abtriebswelle, die drehfest mit der Kolbenvorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseousnehmung (97) in ihrem Umfang im. wesentlichen kreiszylindersektorförmig ist und koaxial zur geometrischen Längsachse (98) ist, daß um diese Längsachse (98) ein Kolben (121) schwenkbar ist, der ebenfalls im wesentlichen krekzylindersektorförmig ist und einen wesentlich kleineren Sektorwinkel als die Gehäuseausnehmung (97) aufweist, daß der Kolben mit f ihrer kreiszylinderabschnittförmigen Umfangsfläche (122) mindestens in Teilbereichen und druckdicht an der Umfangsfläche (102) der Gehäuseousnehmung (973 anliegt, daß beide kreissektorförmige Stirnflächen des Kolbens (121) mindestens in Teilbereichen (126) und druckdicht an beiden Böden (103) der Gehäuseousnehmung (97) anliegen, daß nahe bei den beiden in axialen Ebenen stehenden Endwänden (99, 101) der Gehäuseausnehmung (97) Zünd- und/oder Einspritzvorrichtungen vorgesehen sind, daß symmetrisch zur Winkelhalbierenden des Sektorwinkels eine Auspufföffnung (106) und eine Einlassöffnung (104) vorgesehen ist, daß der Kolben (121) zumindest in der Stellung maximaler Kompression die Auspufföffnung (106) ganz freigibt, daß die Einlassöffnung (104) mit einer Kompressionsvorrichtung (129,130) verbunden ist, die in der Endphase des Auspuffvorgangs Gas durch die Einlassöffnung (104) presst, daß der Kolben mit einer Welle (119) starr verbunden ist, die im Gehäuse (93) koaxial zur Längsachse (98) gelagert schwenkbar ist und daß die Welle (119) die Abtriebswelle ist 18. Schwingkolbenmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (119) zum für sie im Gehäuse (93) vorgesehenen Lager (111, 113) hin druckdicht abgedichtet ist0 19, Schwingkolbenmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Sektorwinkel des Kolbens (121) knapp weniger als die Hälfte des Sektorwinkels der Gehäuseausnehmung (97) ist.