DE2142736A1 - Rotationsinnenverbrennungsmotor - Google Patents

Description

MALCOLM J. KELSON, Sr., Detroit, VStA Rotationsinnenverbrennungsmotor

Die Erfindung betrifft einen Rotationsinnenverbrennungsmotor mit einem Motorblock, der eine Rotorkammer mit zylindrischer Umfangswand aufweist, in der ein Arbeitsrotor drehbar gelagert ist, der mit mindestens einer Kolbenerhöhung versehen ist, die sich bis zur zylindrischen Umfangswand erstreckt, und mit Mitteln zum Einlassen, Verdichten, Zünen und Auslassen eines explosiven Brennstoff-Luft-Gemisches, während sich der Rotor dreht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Itotationsinnenverbrennungsmotor zu schaffen, der mehrere Arbeitstakte pro Umdrehung des Rotors aufweist, um das Verhältnis von Leistung zu Gewicht zu verbessern und für eine stetige Lei stungsabgabe zu sorgen* Der Motor soll eine derartige Einheit bilden, daß mehrere dieser Einheiten koaxial hintereinander angeordnet werden können, so daß sia eisen größeren Motor mit entsprechend höherer Leiacui-g bilden.

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Vorrichtung, eine das erste Ventil gegen die Wirkung der Vorspannungsvorrichtung in eine geöffnete Lage drehende Vorrichtung, eine das zweite Ventil in einer geöffneten Lage haltende Vorrichtung, eine dem dritten Ventil in Drehrichtung folgende Vorrichtung zum Einlassen des Brennstoff-Luft-Gemisches in die Rotorkammer, eine zwischen dem ersten und zweiten Ventil angeordnete Vorrichtung zum Zünden des Gemisches und einen Auslaßkanal, der von dem dritten Ventil in der einen Stellung geöffnet und in der anderen Stellung geschlossen wird, umfassen, wobei die Vorderseite der Kolbenerhöhung das Gemisch vor dem Zünden verdichtet und die Explosionskraft nach dem Zünden gegen die hintere Seite der Kolbenerhöhung gerichtet ist, das explodierende Gemisch nach dem Vorbeilauf der Kolbenerhöhung am dritten Ventil ausgelassen und ein neues Brennstoff-Luft-Gemisch hinter der hinteren Seite der Kolbenerhöhung eingelassen wird.

Vorzugsweise sind zwei Erhöhungen am Rotor und zwei Ventilsätze sich diametral gegenüberliegend vorgesehen, so daß sich vier Arbeitstakte pro Rotorümdrehung ergeben.

Die Ausführung mit zwei Erhöhungen bildet eine Grundbaueinheit, die mit ähnlichen Einheiten zu ein^m größeren Motor vereinigt werden kann.

Der Rotor hai; sich in axialer Richtung ©^streckende Bndi7©ll@n, von tL-ui-an dia sine oder dia ander© als Antriebswelle bsaufcsfc werden kann, Die beiden SalfoeaerlaiMaiMgaKä üq& lators eina s^ssis= trls^li und sitzen sisfo difipissral fa^sziäfesss Ts^sügs^slas Bind zwoi il litze iüifc je drei üots,t I':mB7 3RiIl^u iizi üsn üDiü^j der zylindrisch-jh KaiM3F des, llui&i'hi&nizj!- bsrne ^n-Ji^ran3 ^r, ',yobüi

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vier dieser Explosionen pro Umdrehung ausgeübt wird. Die Rotationsventile wirken mit jeder der Kolbenerhöhungen derart zusammen, daß sich für jede Explosion ein Einlaßtakt, ein Verdichtungstakt, eine Zündphase und ein Auspufftakt ergibt. Als Zündvorrichtung können herkömmliche Zündkerzen und eine zeitlich gesteuerte Funkenquelle verwendet werden, die das explosive Luft-Brennstoff-Gemisch jeweils im richtigen Zeitpunkt zünden.

Der Raum in der Rotorkammer zwischen dem dritten Ventil des einen Ventilsatzes und dem ersten Ventil des nächsten Ventilsatzes bildet eine Ansaugkammer, die mit einer Luft-Brennstoff-Gemisch-Zuführvorrichtung in Verbindung steht, und später während eines Zyklus eine Verdichtungskammer bildet. Der Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Ventil jeder Ventilgruppe bildet eine weitere Verdichtungskammer· Der Raum in der Rotorkammer zwischen dem zweiten und dritten Ventil jedes Ventilsatzes umfaßt eine Auslaßkammer, die mit einem Auslaßkanal in Verbindung steht, der ins Freie führt. Eine Nockenvorrichtung dreht das erste Ventil in jeder Ventilgruppe gegen die Kraft der Vorspannungsvorrichtung in einem geeigneten Zeitpunkt während eines Zyklus in die geöffnete Stellung, während eine weitere Nockenvorrichtung das zweite Ventil jedes Ventilsatzes während einer vorbestimmten Zeitspanne in jedem Zyklus geöffnet hält.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand von Zeichnungen näher beschrieben, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellen.

Fig. 1 stellt eine Seitenansicht des Motors dar.

Fig. 2 stellt eine nockenseitige Ansicht des Motors dar. Fig. 3 ist die Teilschnittansicht 3-3 nach Fig. 1, wobei der

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Botor eine Lage für die Ansaug- und Vorverdichtung des Betriebszyklus einnimmt.

Fig. 4 ist eine Teilansicht, ähnlich der nach Fig. 3, wobei der Rotor eine Lage für die Endverdichtung einnimmt.

Fig. 5 ist eine ähnliche Ansicht, wie die nach Fig. 4, wobei der Rotor eine Lage für die Zündung einnimmt.

Fig. 6 ist eine Ansicht, die der nach Fig. 4 ähnlich ist, ™ wobei der Rotor eine Lage für den Arbeitstakt einnimmt.

Fig. 7 ist eine ähnliche Ansicht, wie die nach Fig. 4, wobei der Rotor eine Lage für den Auspuff- und Anfangsansaugtakt einnimmt.

Fig. 8 ist eine Teilansicht der Rotorerhöhungsdichtung und

Fig. 9 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Ventile und deren Nockenstößelkipphebel.

Nach den Fig. 1, 2 und 3 weist der Motorblock 10 zwei weitfe gehend gleiche Hälften auf, die als vorderer Motorblockteil 11 und als hinterer Motorblockteil 12 bezeichnet werden. Die Motorblockteile 11 und 12 sind miteinander verbunden, z.B. mittels Schrauben. Die Motorblockteile können mit einem Kühlwassermantel oder mit Kühlrippen versehen sein. Wie aus den Fig. 1 - 3 zu ersehen ist, ist in dem Motorblock 10 eine zylindrische Kammer 15 ausgebildet, in der ein Arbeitsrotor drehbar gelagert ist. Der Rotor 16 umfaßt eine Abtriebsendwelle 17 und eine Zeitsteuerendwelle 18. Ferner umfaßt der Rotor 16 zwei diametral angeordnete, sich in radialer Richtung erstreckende Kolbenerhöhungen 20 und 21, die sich über die sonst zylindrische Umfangsflache 19 des Rotors 16 erheben.

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Wie in Fig. 3 dargestellt ist, haben die Kolbenerhöhungen 20 und 21 eine äußere periphere Endfläche 22, die dem Kammerumfang entsprechend abgerundet ist, eine vordere Seite 23 und eine hintere Seite 24. Die Kontur der Seiten 23 und 24 ist nicht besonders kritisch und kann so gewählt werden, daß sie sich leicht bearbeiten lassen, daß sich die Flammenfortpflanzung leicht steuern läßt, daß sich eine weiche Drehbeschleunigung der Ventile ergibt und daß andere Punkte berücksichtigt werden, die dem Fachmann geläufig sind. Nach Fig. 8 ist der vordere Motorblockteil 11 mit einem ringförmigen Dichtungsteil 26 versehen, der in einer Vertiefung 25 der Innenseite des Motorblockteils 11 gleitend gelagert ist. Der Dichtungsteil 26 wird durch eine Vorspannung normalerweise mit der angrenzenden Oberfläche des Rotors 16 in dichtende Berührung gebracht, z.B. durch eine ringförmige Federvorrichtung 27. Der hintere Motorblockteil 12 ist ebenfalls mit einem ähnlichen ringförmigen Dichtungsteil 29 versehen, der in einer ringförmigen Vertiefung 28 angeordnet ist und durch eine Feder 30 gegen den Rotor 16 gedrückt wird,

Die Kolbenerhöhung 20 (Fig. 3 und 8) ist mit Dichtungsplatten 31, 32 und 33 versehen, die gleitend in Vertiefungen auf der Oberseite, der äußeren Umfangsflache und den Unterasitan des Rotors angeordnet sind. Die Dichtungsbauteile 31, 32 und 33 werdtiü durch geeignete Mittel, wie Federn 34, nach außen gedrückt. Die andere Rotorkolbeiisrhöhimg 21 ist mit ähnlichen Diehtungsteilsn versehen, Die Diefatimgstaile könsan aus Metall hergestellt sein und wirken in an si-sh Ό si; cam tar Waise,

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, isc aor srfinäu:*>-j3g^:3iaü.?--.3 Motor mit mehreren im wesentlichen gleichtn Rofcat.ions7eii£il-:ni 3£ bis 4u zur Steueruaf dar Ansaug-, Verdichtiings-, 2Unbeits- und Auspuff takt a bei jüdar SxpXosi

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jede der Kolbenerhöhungen 20 und 21 versehen. Ein derartiges Ventil ist in Fig, 9 perspektivisch dargestellt, Das Ventil weist einen Drehzapfen 69 mit Lagerflächen 63 und 64 auf, die in Lagern im Motorblock rotieren. Der mittlere Körperteil 62 des Ventils ist ein Zylindersegment, das eine gekrümmte Seite 66 vom gleichen Radius wie die Umfangswand der zylindrischen Kammer des Motorblocks aufweist. Die Seite 66 bildet eine Fortsetzung der zylindrischen Kammerwand, wenn die Ventile eine bestimmte Stellung einnehmen. Die Schnittkanten der zylindrischen Oberfläche des Körpers 62 und der Oberfläche der Seite 66 sind mit 61 bezeichnet. Der mittlere Körperteil 62 jedes Ventils ist mit einem Dichtungsteil 67 versehen, der durch eine Feder 68 radial nach außen gedrückt wird. Die Dichtung drückt mit einer gleitenden Bewegung gegen die Hohlräume 65 des Motorblocks, in denen die Ventile sitzen, wie es aus Fig. 3 zu ersehen ist. Ähnliche ringförmige Dichtungen könmm an den Enden des Ventiikörpers 62 vorgesehen sein.

Zwei Sätzö mit je drei VentLlen sind sich diametral gegenüberliegend um den Kammerumfang herum angeordnet, Zu dem einen Satz gehören die Ventile 35, 36 und 37 und zu dsm anderen die ™ VentLla 38, 39 und 40. Die Ventils jedes Satzes sind in den Hohlruumon 05 des Motorblocks so angeordnet, daß ihre Seiten 00 aLa Fortsetzungen der Kammerumfangswandoberflache ausgerichtet werden können. Der Drehzapfen 69 jedes Ventils kann mit einem Kipphebel 70 verbunden sein, z.B. mittels einss Keils 71.

Wie aus den Fig. 1 - 3 zu ersetiea ist, weist das dargestellt© AusfUhrungsäeispiel zwei siee aiaisetral g3gSEü35i»Iisg3ade Ansiiiigkanäle 41 und 42 auf,, dis sleii ¥©21 «srZsSaHilieJhea Yer«- gasera 45 usd 46 aus durch U3H Motoralocls IG äiadareb im die Kammer 15 t^atrackea. Dis B?®ainstof£2Miasr erfolgt litosr stoffl3itung@n 47 und 4S₉ Di© lasirasisaiiäla ^I sad 42 kumiss

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auch von einem Ansaugrohr mit Verzweigungen wegführen, das eine oder mehrere Vergaser aufweist. Auch die herkömmliche Brennstoffeinspritzung kann angewandt werden. Der Motorblock ist auch mit sich diametral gegenüberliegenden Auslaßkanälen 49 und 50 und Zündkerzenbohrungen 51 und 52 versehen. Die Zündkerzenbohrungen bilden einen Teil der Verbrennungskammer und sind mit passend gewählten herkömmlichen Zündkerzen 53 und 54 versehen. Die Zündkerzen sind mit einer synchronisierten Funkenquelle verbunden, z.B. einer herkömmlichen Zündspule mit Verteiler oder dergleichen. Die Zündsynchronisierungsinformation kann von einem Schalter 57 (siehe Fig. 2) in Form von Niederspannungsimpulsen geliefert werden. Der Schalter enthält einen Betätigungshebel 60 und einen Nockenstößel 61, der auf den Nocken 58 und 59 entlangläuft, die unten näher beschrieben werden. Die Ausbildung von Einzelheiten des Zündsystems ist dem Fachmann geläufig.

Die Ventilsteuernockeneinrichtung und -anordnung ist in Fig. 2 dargestellt. Am Drehzapfen 69 jedes Ventils 35 - 40 ist ein Kipphebel 70 befestigt. Der Kipphebel 70 an den ersten Ventilen 35, 38 und die Hebel 70a an den zweiten Ventilen 36, 39 weisen einen Teil 72 auf, an dessen Ende eine Rolle 75 drehbar gelagert ist, die auf der Oberflächenkontur der Nocken 58, 59 abläuft und somit einen "Nockenfolger" oder Nockenstößel bildet. Die Kipphebel 70b, die an den dritten Ventilen 37, 40 befestigt sind, haben keinen derartigen Nockenstößel. Alle Kipphebel 70, 70a und 70b arbeiten gegen eine Druckfeder 77, die mit einem Ende gegen einen Ansatz 78 drückt, der am Motorblock befestigt ist. Stattdessen können auch Torsionsfedern verwendet werden. Die Federn 77 drücken die Kipphebel und zugehörigen Ventile bei der Darstellung nach Fig. 2 im Uhrzeigersinne. Am Rotorwellenende 18 sind zwei Nocken 58 und 59 befestigt, die als ein einziger Nocken ait zwei Oberflächenkonturen ausgebildet sein können. Der Nocken 58 hat zwei Nocken-

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erhöhungen 73 und 73a, und der Nocken 59 weist zwei Nockenerhöhungen 74 und 74a auf. Wenn sich der Nocken 58 mit dem Rotor mitdreht, folgt die Rolle 75 der Kipphebel 70 den Erhöhungen 73 und 73 a, so daß die ersten Ventile 35 und 38 zu einer Drehung im Gegenuhrzeigersinne (bei der Darstellung nach Fig. 2) veranlaßt werden, während die Erhöhungen vorbeilaufen. Die Federn 77 drehen die Ventile 35 und 38 nach dem Vorbeilaufen einer Nockenerhöhung wieder im Uhrzeigersinne zurück. Wie man sieht, erfolgt die Einwirkung der Erhöhung ™ des Nockens 58 auf das Ventil 35 synchron mit der Einwirkung der anderen Erhöhung auf das Ventil 38. Der Nocken 59 wirkt in ähnlicher Weise über Erhöhungen 74 und 74a auf die Kipphebel 70a ein, die mit den zweiten Ventilen 36 und 39 verbunden sind. Die Erhöhungspaare der beiden Nocken 58 und 59 sind relativ zueinander um einen Winkelo(versetzt, der die relative winkelmäßige Betätigungszeitverschiebung der ersten . und zweiten Ventile bestimmt. Die dritten Ventile 37 und 40 werden nicht von einem Nocken betätigt.

Die Ventile können auch auf eine andere an sich bekannte Art als dargestellt betätigt werden.

Wirkungsweise

Die Fig. 3-7 stellen die Reihenfolge dar, in der die Vorgänge während eines Betriebszyklus des Motors ablaufen. Es werden nur die Vorgänge bei einem der beiden Ventilsätze, nämlich des Ventilsatzes 35 - 37, beschrieben, während die Rotorerhöhung 20 im Gegenuhrzeigersinne den Bereich dieses Ventilsatzes durchläuft. Eine identische Folge von Vorgängen läuft gleichzeitig bei den Ventilen 38 - 40 des zweiten Satzes ab, wenn die Rotorerhöhung 21 deren Bereich durchläuft. Ferner wiederholt sich diese Folge später, wenn die Erhöhung 21 in

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den Bereich des ersten Ventilsatzes 35 - 37 und gleichzeitig die Erhöhung 20 in den Bereich des zweiten Ventilsatzes kommt. Die Folge wiederholt sich mithin viermal während jeder RotoruBdrehung.

Fig. 3 zeigt die Lage der Rotorerhöhung 20 bei einer Gegenuhrzeigersinndrehung in der Mitte zwischen dem dritten Ventil 40 des unteren Satzes und dem ersten Ventil 35 des oberen Satzes. In dieser Phase wird ein zwischen der vorderen Seite 23 der Erhöhung 20 und dem jetzt geschlossenen ersten Ventil 35 befindliches Brennstoff-Luft-Gemisch verdichtet. Die Dichtung 31, die ausführlicher in Fig. 8 dargestellt ist, verhindert, daß das komprimierte Gemisch an der äußeren Seite 22 der Erhöhung 20 vorbei entweicht. Das erste Ventil 35 ist nach dem Schließen durch die Kraft der Feder 77, die am Kipphebel 70 angreift, dargestellt. Die Dichtungskante 61 des Ventilkörpers, die vor der Erhöhung 20 liegt, drückt gegen den zylindrischen Teil 19 des Rotors 16, um eine Dichtung zu bilden. Die Verdichtung findet zwischen der Kante 61 und der vorlaufenden vorderen Seite 23 der Erhöhung 20 statt. Während die Erhöhung 20 weiterläuft, kommt die vordere Seite 23 in die Nähe der Seite 66 des Ventils 35. Eine Nockenerhöhung 73 oder 73a des Nockens 58 (siehe Fig. 2) bewirkt jetzt, daß der Kipphebel 70 durch die Rolle 75 gedreht wird, so daß das Ventil 35 in die offene Lage gedreht wird, in der die Ventilseite 66 zu einer Fortsetzung der Kammerwand wird, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.

Fig. 4 zeigt, wie das vorverdichtete Brennstoff-Luft-Gemisch zwischen der vorderen Seite 23 der Erhöhung 20 und dem geschlossenen zweiten Ventil 06, dessen Kante 61 gegen den zylindrischen Teil 19 des Rotors 16 drückt, weiter verdichtet wird, Das hochverdichtete Brennstoff-Luft-Gemisch wird dadurch in die ZUndkerzenbohrung 52 verdrängt, wo es gezündet werden kann,

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Fig. 5 zeigt die Erhöhung 20, nachdem sie an der Zündkerzenbohrung vorbeigelaufen ist und nachdem die Zündung stattgefunden hat. Die Explosionsgase drücken gegen die hintere Seite 24 der Erhöhung 20, wodurch der Rotor angetrieben wird und Arbeit leisten kann. Der Rand 61 des ersten Ventils 35 hält dem Explosionsdruck stand. Während die Rotorerhöhung die in Fig. 5 dargestellte Lage einnimmt, kommt die vordere Seite der Erhöhung 20 mit der Seite 66 des zweiten Ventils 36 in Berührung, wodurch sie unmittelbar eine Weiterdrehung des Ventils 36 im Uhrzeigersinne in die offene Lage bewirkt. Der Kipphebel 70a des Ventils 36 drückt auf den Nocken 59, doch bewirken die Erhöhungen 74 oder 74a kein Öffnen des Ventils 36 mittels Nockenstößel, wie dies bei dem Ventil 35 der Fall war. Der Kipphebel 70a des Ventils 36 benutzt den Nockenstößel nur dazu, das Ventil 36 während der Dauer des in Fig. 6 dargestellten Arbeitstaktes in der geöffneten Lage zu halten.

Fig. 6 zeigt, wie die Erhöhung 20 weitergelaufen ist und die verbrannten Gase weiter expandieren. In der in Fig. 6 dargestellten Lage ist nahezu die gesamte Explosionskraft in eine Drehbewegung der Erhöhung 20 umgesetzt. In der Kammer befinden sich lediglich noch Abgase. In der Phase zwischen den Fig. 5 und 6 hat die vordere Seite 23 der Erhöhung 20 das dritte Ventil 37 berührt und die in Fig. β dargestellte geöffnete Lage im Uhrzeigersinne gedreht. Das Ventil 37 hat keinen Nockenstößel und wird lediglich durch die Berührung mit der Erhöhung 20 geöffnet und geschlossen. Wie bei den anderen Ventilen des Satzes wirken Federn 77 ständig im Sinne einer Drehung des Ventils 37 im Gegenuhrzeigersinne auf dieses ein, so daß die Kante 61 mit dem zylindrischen Teil 19 des Rotors 16 la Berührung kommt und für einen dichten Verschluß sorgt. In der offenen Lage nach Fig. 6 ve.t'iiüliließt; das Ventil 37 den Auslaßkanal 50, so daß sich die Explosionsenergie

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voll auf die Rotorerhöhung 20 auswirken kann. Fig. 6 stellt das Ende des Arbeitstaktes dar.

Fig. 7 zeigt die Erhöhung 20 in einer weiter vorgerückten Lage, in der das Ventil 37 wieder durch Federkraft im Gegenuhrzeigersinne gedreht und geschlossen worden ist. Die Kante 61 des Ventils 37 gleitet auf der hinteren Seite 24 der Erhöhung 20 nach unten, um wieder in dichtende Berührung mit dem zylindrischen Teil 19 des Rotors 16 zu kommen. Während sich das Ventil 36 im Gegenuhrzeigersinne schließt, öffnet es den Auslaßkanal 50 ins Freie, so daß die verbrannten Gase entweichen können. Das Ventil 36 wurde durch den Nockenstößel solange in der geöffneten Lage gehalten, bis es in der Phase nach Fig. 5 geöffnet wurde. Es kann jetzt sich im Gegenuhrzeigersinne drehend schließen, während sein Nockenstößel 70a auf der hinteren Seite der Erhöhung 74 oder 74a des Nockens 59 nach unten läuft.

Während sich die Erhöhung 20 weiterdreht, entsteht ein Teilvakuum zwischen der hinteren Seite 24 der Erhöhung 20 und der Dichtungskante 61 des dritten Ventils 37. Durch diesen Unterdruck wird ein neues Brennstoff-Luft-Gemisch über den Einlaßkanal 42 aus dem Vergaser 46 angesaugt. Das Gemisch wird solange angesaugt, bis die Erhöhung 20 am ersten Ventil 38 des zweiten Satzes vorbeiläuft. Gleichzeitig beginnt die andere Erhöhung mit der Verdichtung des in dem anderen Teil der Kammer enthaltenen Brennstoff-Luft-Gemisches. Auf Fig. 3 zurückkommend, mit der die Beschreibung des Zyklus begann, sieht man, daß die hintere Seite 24 jede Erhöhung gleichzeitig mit dem Verdichten des zuvor angesaugten Brennstoff-Luft-Gemisches vor der vorderen Seite 23 jeder Erhöhung eine neue Charge des Brennstoff-Luft-Gemisches ansaugt.

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Die zweiten Ventile 36, 39 und dritten Ventile 37, 40 werden im Gegensatz zu den ersten Ventilen 35, 38 nicht durch Nockenstößel geöffnet, sondern durch die Bewegung der Rotorerhöhungen in die geöffnete Lage gedreht. Dies vermeidet Schwierigkeiten hinsichtlich der Synchronisierung dieser Ventile mit der Rotordrehung und gewährleistet im Falle der zweiten Ventile, daß kein Gasrest von der Explosion getrennt bleibt (bzw. nicht verbrannt wird, daß also eine vollständige Verbrennung erfolgt). Die unmittelbare Betätigung dieser Ventile macht ferner den Betrieb des Motors unempfindlich gegen eine Ventilabnutzung und erübrigt eine Justierung. Die einzigen Ventile, die durch Ventilstößel geöffnet werden, sind die ersten Ventile, und deren Öffnungszeitpunkt ist für den Betrieb nicht besonders kritisch, so daß diese Ventile ebenfalls unempfindlich hinsichtlich Abnutzung und Einstellung sind.

Wie bereits erwähnt wurde, läuft die beschriebene Folge von Vorgängen bei jeder Erhöhung 20 und jedem Ventilsatz gleichzeitig ab, so daß sich vier vollständige Verbrennungszyklen für jede Umdrehung bei dem dargestellten Motor, der zwei Rotorerhöhungen und zwei Ventilsätze aufweist, ergeben. Ent-™ sprechend ergeben drei Kolbenerhöhungen und zwei Ventilsätze sechs vollständige Zyklen und drei Kolbenerhöhungen mit drei Ventilsätzen neun vollständige Zyklen pro Rotorumdrehung. Die Anzahl der vollständigen Zyklen pro Umdrehung ist daher gleich dem Produkt aus der Anzahl der Kolbenerhöhungen und der Ventilsätze pro Einheit·

Bei einer Motoreinheit nach der Erfindung mit vier Kolbenerhöhungen und vier Ventilsätzen ergeben sich 16 Leistungsimpulse pro Umdrehung, so daß die von der Rotorwelle abgegebene Leistung nahezu stetig und gleichmäßig ist. Demgegenüber wird bei einem herkömmlichen Viertaktkolbenmotor nur bei

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Jeder zweiten Motorumdrehung in jeden Zylinder ein Leistungsimpuls erzeugt· Ein Viertaktkolbenmotor müßte 32 Zylinder und 64 Ventile aufweisen, um die 16 Leistungsimpulse pro Umdrehung eines nach der Erfindung ausgebildeten Motors mit vier Kolbenerhöhungen und vier Ventilsätzen zu erzeugen. Nach der Erfindung benötigt man nur ein größeres sich bewegendes Teil, den Rotor und nur 12 Ventile.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Verbrennungskraftmaschinen ist der Rotor nach der Erfindung in sich ausgewuchtet, und die Ventile führen lediglich eine Drehbewegung mit entsprechend niedrigem Trägheitsmoment aus. Die von sich relativ zueinander bewegenden Teilen zurückzulegende Strecke pro Umdrehung ist nur ein Bruchteil derjenigen einer herkömmlichen Kolbenmaschine. Ferner sei nochmals darauf hingewiesen, daß keine Teile durch einen leistungslosen Stoß oder Hub bewegt werden, wie bei einem Viertaktkolbenmotor· Die geringe Relativbewegung von Teilen des neuen Motors ist ein sehr wesentlicher Faktor im Hinblick auf den Wirkungsgrad und eine niedrige Abnutzung bezogen auf die geleistete Arbeit. Das Gleichgewicht und die Symmetrie von Rotor und Ventilmechanismus, geringe Relativbewegung von Teilen und das niedrige Trägheitsmoment des Ventil#zugs gestatten die Herstellung von Verbrennungskraftmaschinen bzw. Verbrennungsmotoren, die bei geringer Abnutzung mit hoher Drehzahl betrieben werden können.

Im Gegensatz zu Kolbenmotoren, bei denen sich Kolben hin- und herbewegen, wird der Explosionsstoß nicht von einer Kurbelwelle oder Pleuellagern aufgenommen· Jede Explosionskraftkoaponente steht im Gleichgewicht mit einer entgegengesetzten Explosionskraftkomponente, so daß sich keine resultierende Kraft ergibt, die auf Lager einwirkt. Bei einer hohen Anzahl ▼on Leistungsimpulsen oder Arbeitstakten pro Umdrehung ergibt

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sich ein stetiges Drehmoment, so daß die Belastung der Lager wesentlich geringer als bei herkömmlichen Kolbenmaschinen mit Hin- und Herbewegung ist. Gegengewichte sind nicht erforderlich. Der gesamte Aufbau kann daher weniger kräftig und leichter als bei einem Kolbenmotor gleicher Leistung und Lebensdauer sein. Aufgrund dieser Vorteile ergibt sich ein Motor mit hoher Leistung pro Masse oder Volumen.

Das beschriebene Ausftihrungsbeispiel läßt sich leicht koaxial mit ähnlichen Einheiten zu einem größeren Motor mit mehreren Rotoren auf einer gemeinsamen Welle vereinigen. Die Zündwinkel der Rotoren können so versetzt sein, daß sich eine dynamisch im Gleichgewicht befindliche gleichförmige Folge von Leistungsimpulsen oder Arbeitstakten für eine stetige Leistungsabgabe ergibt. Die gewünschte Nennleistung bestimmt, wieviele Einheiten zu einem größeren Motor vereinigt werden müssen. Die Anzahl der Einheiten braucht nicht geradzahlig zu sein, sondern es kann jede beliebige Anzahl von Einheiten zu einem Motor vereinigt werden.

Der Durchmesser der Maschineneinheiten ist unbegrenzt und Ie- ~ diglich in der Axialtiefe durch Flammenfortpflanzugsgesichts-™ punkte begrenzt. Eine verhältnismäßig große Axialtiefe der Rotorkammer ist insbesondere dann möglich, wenn man mehrere Zündkerzen verwendet, die die Explosion an meheren auseinanderliegenden Stellen auslösen.

Dieser Motor ist nicht nur mit Funkenzündung, sondern auch als Diesel oder mit einer anderen Kompressionszündung betreibbar.

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Claims (7)

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   Patentansprüche

   yl.jRotationsinnenverbrennungsmotor mit einem Motorblock, der eine Hotorkammer mit zylindrischer Umfangswand aufweist, in der ein Arbeitsrotor drehbar gelagert ist, der mit mindestens einer Kolbenerhöhung versehen ist, die sich bis zur zylindrischen Umfangswand erstreckt, und mit Mitteln zum Einlassen, Verdichten, Zünden und Auslassen eines explosiven Brennstoff-Luft-Gemisches, während sich der Rotor dreht, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Mittel mindestens einen Satz (35, 36, 37; 38, 39, 40) aus einem ersten, zweiten und dritten Ventil, die in dem Motorblock (10) längs des Umfangs der Kammer (15) angeordnet sind und Jeweils in einer Lage den Rotor (16) abdichtend berühren und in einer anderen Lage eine Fortsetzung der zylindrischen Umfangswand bilden, eine normalerweise jedes der Ventile in die eine Lage vorspannende Vorrichtung (77), eine das erste Ventil (35; 38) gegen die Wirkung der Vorspannungsvorrichtung (77) in eine geöffnete Lage drehende Vorrichtung (70, 58, 59), eine das zweite Ventil (36; 39) in einer geöffneten Lage haltende Vorrichtung (73, 73a; 74, 74a), eine dem dritten Ventil in Drehrichtung folgende Vorrichtung (41; 42) zum Einlassen des Brennstoff-Luft-Gemisches in die Rotorkammer (15), eine zwischen dem ersten und zweiten Ventil angeordnete Vorrichtung (53; 54) zum Zünden des Gemisches und einen Auslaßkanal (49, 50), der von dem dritten Ventil (37; 40) in der einen Stellung geöffnet und in der anderen Stellung geschlossen wird, umfassen, wobei die Vorderseite (23) der Kolbenerhöhung (20) das Gemisch vor dem Zünden verdichtet und die Explosionskraft nach dem Zünden gegen die hintere Seite (24) der Kolbenerhöhung (20) gerichtet ist, das explodierende Gemisch nach dem Vorbeilauf der Kolben-

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   erhöhung (20) am dritten Ventil (37; 40) ausgelassen und ein neues Brennstoff-Luft-Gemisch hinter der hinteren Seite (24) der Kolbenerhöhung (20) eingelassen wird.
2. 2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor mit mindestens zwei Kolbenerhöhungen und der Motorblock mit mindestens zwei Ventilsätzen versehen ist.
3. 3. Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsvorrichtung eine Feder enthält.
4. 4. Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das erste Ventil jedes Satzes in die andere Stellung drehende Vorrichtung eine Nockenvorrichtung umfaßt.
5. 5. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das zweite Ventil jedes Satzes in die andere Stellung drehende Vorrichtung die Kolbenerhöhungen umfaßt und die Kolbenvorrichtung die zweiten Ventile in der anderen Stellung hält.
6. 6. Motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenvorrichtung eine mit dem Rotor umlaufende Zeitsteuernockenvorrichtung und einen Nockenstößel umfaßt, der mit jedem ersten und zweiten Ventil in jeder Ventilgruppe verbunden und mit der Zeitsteuernockenvorrichtung in Eingriff bringbar ist.
7. 7. Motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuernockenvorrichtung einen ersten Nocken mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Nockenerhöhungen für einen Eingriff mit den Nockenstößeln an den ersten Ventilen der beiden Ventilsätze und einen zweiten Nocken mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Nockenerhöhungen für einen Eingriff mit den Nockenstößeln an den zweiten Ventilen der beiden Ventilsätze enthält.

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