DE2421508A1 - Rotationskolbenmaschine - Google Patents

Rotationskolbenmaschine

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DE2421508A1
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piston
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Zdzislaw M Blaszczynski
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Description

"Rotationskolbenmaschine"
Die Erfindung betrifft Verbesserungen an Rotationskolbenmaschinen, so Rotationskolbenbrennkraftmaschinen, und insbesondere Rotationskolbenmaschinen mit einem ringförmigen Zylinder, der an seinem Umfang mittels einer bewegbaren Unterteilung in einzelne getrennte Kammern unterteilt ist. So wurden beispielsweise Brennkraftmaschinen mit symmetrischen Paaren von Druck- und Verbrennungskammern oder Zylindern entwickelt, bei welchen ein brennbares Brennstoffgemisch innerhalb eines Zylinders komprimiert und nachfolgend dem anderen Zylinder zugeführt wird. In diesem Zylinder wird das Gemisch gezündet und dient zum Antrieb eines Rotors oder Läufers. Infolge der zweizylin-
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— 2 — Patentanwälte Dipl.-lng. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann
Oppenauer Büro; PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT
drigen Anordnung werden Rotationsmaschinen dieser atigemeinen Art bisweilen als Doppelzylindermotoren bzw. Doppelzylinderbrennkraftmaschinen bezeichnet.
Doppelzylindermaschinen oder -antriebe wurden entwickelt, welche bogenförmige längliche Kolben aufweisen. Das Vorderende jedes dieser Kolben befindet sich nahe des Hinterendes eines symmetrischen Kolbens bzw. Gegenkolbens im anderen Zylinder, wobei die Enden stufenweise versetzt einander so zugeordnet sind, dass eine komprimierte Ladung in einem Zylinder direkt in eine Verbrennungskammer im anderen Zylinder überführbar ist. Dabei finden bewegbare Unterteilungen Verwendung, um jeden Zylinder in am Umfang bestehende, voneinander getrennte Kammern aufzuteilen. Wenn jeder Kolben eine der Unterteilungen erreicht, dann drückt er diese Unterteilung oder dieses Zwischenelement aus seiner Bahn, wodurch der Kolben ohne Unterbrechungen innerhalb des ringförmigen Zylinders Drehbewegungen ausführt. Während derartiger Drehung wird jede der Unterteilungen durch eine geeignete Einrichtung, so durch eine schwere Feder, in ihre eine Kammer bildende Position zurückgedrückt, wenn sich jeder der Kolben strömungsabwärts derselben bewegt. Es wird also jeweils eine Kammer strömungsabwärts zwischen ihr und dem hinteren Ende des Kolbens gebildet, während eine zweite Kammer strömungsaufwärts derselben entsteht.
So kann beispielsweise der Kompressiöns- oder Verdichtungszylinder mit einer oder mit mehreren Unterteilungen versehen sein, von welchen jede eine Saug- oder Einlasskammer strömungsabwärts und eine Kompressionskammer strömungsaufwärts bildet. In vergleichbarer Weise ist der Verbrennungszylinder mit einer entsprechenden Anzahl von Unterteilungen versehen, welche die Unterteilung in Ver-
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brennungs- und Auslasskammern bilden. Die beiden Zylinder sind durch einen oder durch mehrere Kanäle verbunden, in welchen bzw. in welche ein brennbares Luft-BrennstofTgemisch mit Hilfe des Kompressionskolbens gedrückt wird. Jeder dieser Kanäle entlädt sich in den Verbrennungszylinder strömungsabwärts einer der Kammern bildenden Unterteilungen, wo der Brennstoff gezündet wird. Wenn dieser expandiert, treibt er den Verbrennungskolben und infolgedessen den Rotor an. Die verbrauchten Abgase werden durch Abgasöffnungen ausgestossen, die sich strömungsabwärts jeder Unterteilung innerhalb des Verbrennungszylinders befinden.
Ein Nachteil derartiger bekannter Doppelzylinder-Rotationsmotoren ist darin zu sehen, dass die Verbrennungs- und Kompressionskammern sehr schwierig hinsichtlich Leckage gegenüber Aussenluft und auch gegenüber gegenseitige Leckage innerhalb der Maschine abzudichten sind. Eine der Gründe für diese Erscheinung ist darin zu sehen, dass die Übertragung des komprimierten Brennstoffgemisches aus dem Kompressionszylinder in den Verbrennungszylinder gewöhnlich nur mit Hilfe von Kammern bildenden Ventilen oder Abschlussorganen innerhalb der Zylinder bewerkstelligt ist. Diesen Ventilen kommt als einzige Funktion die Aufgabe zu, jeden der Zylinder in Kammern zu unterteilen, die sich ringförmige bezüglich jedes Zylinders erstrecken. Es war also bisher nötig, komplizierte, von aussen betätig bare Ventil mechanismen vorzusehen, welche nicht nur schwierig in der Wartung sind, sondern auch in gewissen Fällen so langsam wirken, dass der Ausgang oder die Leistung des Motors bzw. der Maschine wesentlich reduziert ist.
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Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Rotationskolbenmaschine vereinfachten Aufbaues zu schaffen, welche die Nachteile bekannter Maschinen beseitigt, so diejenigen von Rotationsmaschinen bzw. -motoren als auch herkömmlicher Kolben- bzw. Ottomotoren. Dabei sollen die erwünschten vorteilhaften Merkmale der Rotationskolbenmaschinen bzw. -antriebe zur Wirkung kommen.
Eine Rotationskolbenmaschine gemäss einer Ausführungsform der Erfindung weist einen länglichen bogenförmigen Kolben auf, der innerhalb eines ringförmigen Raumes oder Zylinders in einennZylinderblock umläuft. Der Zylinderblock weist einen Druckkanal auf, der sich in den Zylinder öffnet, um Gase in den Zylinder einzuleiten bzw. aus diesem abzuleiten. Ein Ventil- bzw. Klappenorgan ist nahe der Öffnung zu diesem Kanal vorgesehen und zwischen einer Kammer bildenden Position innerhalb des Zylinders und einer Kanal schliessenden Position hin- und herbewegbar. Das Ventil oder Abschlussorgan weist einen Wandteil auf, welcher den ringförmigen Zylinderraum am Umfang in voneinander getrennte Kammern an entgegengesetzten Seiten der Wand aufteilt, wenn sich das Ventil in der die Kammer formenden oder bildenden Position befindet. Wenn der Kolben innerhalb des Zylinderraumes läuft, bewegt der Kolben wirksam das Ventil von der die Kammer formenden Position in die den Kanal schliessende Position, wo es durch den Kolben in Anlage mit der Öffnung zum Druckkanal gedrückt wird, um den Kanal gegenüber dem Zylinderraum abzudichten.
Bei Rotationsbrennkraftmaschinen ist es erwünscht, eine Doppeloder Zweifachzylinderanordnung zu verwenden, welche einen oder mehrere Kompressionskolben innerhalb eines Zylinders und eine
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entsprechende Anzahl von Verbrennungskolben im anderen Zylinder aufweist. Alle Kolben sind dabei starr auf einem gemeinsamen Rotor oder einem Läufer befestigt. Jeder Kolben erstreckt sich in Längsrichtung unter gleichen Abständen, ausgedrückt in Bogengrad entlang der Bewegungsbahn, wobei sich der Kompressions- oder Verdichtungskolben im wesentlichen Ende an Ende und in stufenweiser bzw. versetzter Anordnung bezüglich des Verbrennungskolbens oder der Verbrennungskolben befindet. Die Kolben erstrecken sich also im wesentlichen kontinuierlich um den gesamten Umfang des Rotors oder Läufers. Ein Druckkanal oder mehrere der Druckkanäle können am Umfang zueinander bezüglich des ringförmigen Zylinders vorgesehen sein, so dass sie die Kompressions- oder Verbrennungszylinder verbinden. Jeder Kanal weist einen Einlass vom Kompressionszylinder auf und dient zur Aufnahme des Brennstoffgemisches, wenn dieses durch den Kompressionskolben verdichtet wird. Ein Auslass des Kanals führt zum Verbrennungszylinder, um den komprimierten Brennstoff in den Verbrennungszylinder zu entladen. Ein Kompressionsventil oder -abschlussorgan ist nahe des Kompressionszylinders nahe des Einlasses zu jedem Druckkanäl vorgesehen, so dass es sich in seine die Kammer bildende Position innerhalb des Kompressionszylinders strömungsabwärts des Einlasses bewegen kann, um diesen Zylinder in eine Kompressionskammer strömungsaufwärts und eine Einlasskammer strömungsabwärts aufzuteilen. Ein Verbrennungsventil ist in vergleichbarer Weise nahe des Verbrennungszylinders nahe des Auslasses für jeden Druckkanal vorgesehen. Jedes Verbrennungsventil ist in eine Kammer bildende Position innerhalb des Verbrennungszylinders strömungsaufwärts des Auslasses bewegbar, so dass dieser Zylinder seinerseits in Umfang sr ich tu ng in eine Auslasskammer strömungsaufwärts des Ventils und eine Verbrennungskammer strö-
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- 6 mungsabwärts desselben aufgeteilt ist.
Ein wesentliches Merkmal gemäss der Erfindung unter Anwendung an Rotationsmaschinen ist darin zu sehen, dass sowohl das Kompressionsventil als auch das Verbrennungsventil an jedem Druckkanal so angeordnet sind, dass sie den entsprechenden Einlass oder Auslass gegenüber dem Druckkanal schliessen, wenn sie aus ihrer die Kammer bildenden Position bewegt werden. Jedes Ventil besitzt infolgedessen zwei Funktionen: Gemäss erster Funktion teilt das Ventil jeden ringförmigen Zylinder in voneinander getrennte Kammern, während das Ventil gemäss zweiter Funktion den Druckkanal zwischen den Zylindern schliesst. Wenn also das Vorderende des Druckkolbens das Kompressionsventil an jedem Druckkanal aus der Kammer formenden Position verlagert, dann bewegt sich das gleiche Ventil in eine den Kanal schliessende Position mit dem Einlass zum Druckkanal. Wenn der Verbrennungskolben entsprechend das Verbrennungsventil an jedem Druckkanal aus der die Kammer formenden oder bildenden Position verlagert, dann bewegt sich auch das Verbrennungsventii in eine den Kanal schliessende Position mit dem Auslass vom gleichen Druckkanal. Da die Kolben Ende an Ende versetzt bzw. gestaffelt innerhalb der zwei Zylinder bestehen, ist das Vorderende eines Kolbens in einem Zylinder an der Öffnung zu einem Druckkanal vorgesehen, wenn das hintere Ende eines Kolbens im anderen Zylinder sich nahe der anderen Öffnung zum selben Kanal befindet. Folglich sind die beiden Ventile an jeweils jedem Druckkanal in entgegengesetzten Richtungen und im wesentlichen gleichzeitig betätigbar, wenn sich die Enden der beiden miteinander wirkenden Kolben in den zwei Zylindern in Anlage mit ihnen und aus dieser Anlage sich lösend bewegen.
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Wenn das Hinterende des Kompressionskolbens den Einlass zu jedem Druckkanal passiert, bewegt sich das Kompressions- oder Verdichtungsventil an dieser Position aus der den Kanal schliessenden Position in die die Kammer bildende Position. Gleichzeitig damit drückt oder steuert das vordere Ende des Verbrennungskolbens das Verbrennungsventil an derselben Position aus der die Kammer formenden Position in die den Kanal schliessende Position. Das Brennstoffgemisch innerhalb der Kompressionskammer wird infolgedessen durch den nächsten Kompressionskolben komprimiert und in den Druckkanal gedrückt, wo das Gemisch durch das Verbrennungsventil eingeschlossen ist. Wenn dann das vordere Ende des Kompressionskolbens das Kompressionsventil zurück in die den Kanal schliessende Position drückt, dann gibt das Hinterende des Verbrennungskolbens das Verbrennungsventil frei. Dieses wird augenblicklich in die die Kammer formende Position gedrückt, wenn die Zündung des Brennstoffgemisches stattfindet.
Der Vorteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, dass die Öffnungen in Richtung des Druckkanals und vom Druckkanal auf wirksame Weise durch die Kolben selbst steuerbar sind. Jeder Druckkanal ist also als integraler Bestandteil der Kompressionskammer während der Kompressionsphase jedes Zyklus vorgesehen und ist alternierend bzw. wechselweise als integraler Bestandteil der Verbrennungskammer während der Verbrennungsphase jedes Zyklus wirksam. Diese gegenseitige Wirkung der Kolben und der Ventile an jedem Druckkanal, welche im einzelnen nachfolgend erläutert ist, trägt dazu bei, dass keine komplizierten Betätigungsmechanismen erforderlich sind, also Einrichtungen, welche brechen bzw. versagen können und/oder Wartung erfordern, welche in jedem Fall zu langsam wirken, um eine Leckage vermeiden zu können. Während des gesamtenVer-
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brennungstaktes drücken die expandierenden Gase die Dichtungen der Ventile in dichtende Anlage an fixierte oder feststehende Ventilsitze, wodurch die Probleme überwunden sind, welche gewöhnlich bei Rotationsbrennkraftmaschinen hinsichtlich der Leckage zwischen kontinuierlich sich bewegenden Teilen entstehen.
Es ist festzustellen, dass mehr als ein Kolben in jedem Zylinder vorgesehen sein kann, solange eine entsprechende Anzahl von Kolben im Gegenzylinder besteht und solange diese Kolben unter gleichen Intervallen oder Abständen innerhalb dieses Zylinders vorliegen. Obwohl jeder Zylinder gewöhnlich mit mehreren unter gleichem Abstand voneinander angeordneten Ventilen versehen ist, kann die Ventil- oder Verschlussanordnung gemäss der Erfindung den Rotationsantrieben bzw. Rotationskolben zugeordnet bzw. in diesen benutzt werden, welche nur einen Druckkanal zwischen den Zylindern aufweisen. Derartige Maschinen oder Motoren verwenden infolgedessen nur ein Kompressionsventil und ein Verbrennungsventil. Um die erwünschte Leistung, so ausgedrückt in Pferdestärken, an einer Kraftanlage zu erreichen, können mehrere Paare von Kompressions- und Verbrennungszylindern axial bezüglich äer Antriebswelle angeordnet sein, so dass eine gewisse Anzahl von Verbrennungskolben gleichzeitig auf die Antriebswelle einwirkt.
Zum Zwecke erleichterter Darstellung ist die erste Ausführungsform gemäss der Erfindung nachfolgend erläutert als eine Anordnung, die symmetrische Druck- und Verbrennungszylinder konzentrisch zueinander angeordnet aufweist, d.h. einer innerhalb des anderen, also nicht axial oder Seite an Seite befindlich. Eine derartige Anordnung weist gewisse Vorteile auf, welche auf eine andere Weise nicht er-
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reichbar sind. Indessen ist es für die meisten Anwendungszwecke vorteilhaft, die Zylinder in seitenweiser Anordnung bzw. axial bezüglich der Antriebswelle auszurichten, wie nachfolgend im Zusammenhang mit einer anderen Ausführungsform der Erfindung erläutert ist. Diese Anordnung vermittelt gewisse Vorteile hinsichtlich des Aufbaues und der Konstruktion, und erleichtert die Herstellung und die Produktion der gesamten Anlage bzw. der Maschine.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer Kraftanlage gemäss einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ist eine vergrösserte Längsschnittansicht der in Fig. 1 dargestellten Kraftanlage von Linie 2-2 in Fig. 1 und 3 in Richtung der c
verdreht;
tung der dargestellten Pfeile und um 90 im Uhrzeigersinn
Fig. 3 ist eine im mittleren Maßstab wiedergegebene Schnittansicht von Linie 3-3 in Fig. 2 in Richtung der Pfeile, wobei Teile der ringförmigen Kolben gebrochen dargestellt sind, um die dahinter befindlichen Teile erkenntlich zu machen;
Fig. 4 ist eine vergrösserte Einzelschnittansicht von Linie 4-4 in Fig. 1 und 3;
Fig. 5 und 6 sind vergrösserte Einzelansichten vertikaler Schnitte durch einen Satz von Kompressions- und Verbrennungsventilen an einem der Druckkanäle bei Darstellung der Betätigung der Ventile an im wesentlichen entgegengesetzten Enden von symmetrischen Kolben bzw. Gegenkolben;
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Fig. 7 ist eine vergrösserte Draufsicht eines der Kompressionsventile;
Fig. 8 ist eine weiter vergrösserte Einzelschnittansicht des äusseren Kantenteils des in Fig. 7 dargestellten Ventils von Linie 8-8 in Fig. 7 und unter Darstellung von Teilen des Zylinders und des Kolbens, mit welchen das Ventil zusammenwirkt;
Fig* 9 ist eine weitere Einzelschnittansicht des in Fig. 7 dargestellten Ventils von Linie 9-9 in Fig. 7;
Fig. 10 ist eine Vorderansicht des Kompressionskolbens und des Kolbenrades, dargestellt in gleichem Maßstab wie Fig. 3;
Fig. 11 ist eine vergrösserte Einzel Schnittansicht des Kompressionskolbens von Linie 11-11 in Fig. 10;
Fig. 12 ist eine vergrösserte Teilansicht des hinteren Endteils des Verbrennungs-Kolbenrades;
Fig. 13 ist eine der Fig. 12 vergleichbare Ansicht des vorderen Endes des Verbrennungskolbens;
Fig. 14 ist eine Schnittansicht des Verbrennungskolbens von Linie 14-14 in Fig. 12;
Fig. 15 ist eine der Fig. 14 ν ergleichbare Schnittansicht einer etwas unterschiedlichen Ausführungsform eines Verbrennungskolbens und unter Darstellung einer weiteren Art der Befestigung des Kolbens an einem Befestigungsring;
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Fig. 16 ist eine schematische Ansicht gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, als Längsschnittansicht durch die Mitte der Kraftanlage bzw . -maschine wiedergegeben;
Fig. 17 ist eine vertikale Schnittansicht von Linie 17-17 in Fig. 16;
Fig. 18 ist eine Einzel Schnittansicht der Ventilanordnung von Linie 18-18 in Fig. 17;
Fig. 19 ist eine Schnittansicht von Linie 19-19 in Fig. 18;
Fig. 20 ist eine Darstellung des Ventil- und Kolbenteils der in den Fig. 16-19 dargestellten Kraftanlage, wobei das Aussengehäuse und einer der Kolben nicht in die Darstellung mit aufgenommen wurden, um die anderen Teile freizulegen;
Fig. 21 ist eine der Fig. 19 vergleichbare Ansicht unter Darstellung der Positionen der Kolben, nachdem sich der Rotor um eine Hälfte einer Unndrehung bewegt hat; und
Fig. 22 - 24 sind schematische Ansichten einer weiteren Ventil und Kolbenanordnung gemäss der Erfindung unter Darstellung der Folge, in welcher die Vorder- und Hinterenden der Kolben miteinander wirken, um die Ventile in erfindungsgemässer Weise zu betätigen bzw. deren Betätigung zu steuern.
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In den Zeichnungen, insbesondere in den Fig. 1-3 derselben, ist ein zylindrisches Gehäuse 10 dargestellt, welches eine Kraftanlage umschliesst. Diese besteht aus zwei Sätzen symmetrisch angeordneter Druck/Verbrennungs-Zylinder, wie in Fig. 2 durch die Schnitte A und B dargestellt ist. Die Schnitte sind einander identisch und geben je einen konzentrischen, ringförmigen inneren Zylinder 12 und einen äusseren Zylinder 14 wieder. Die Zylinder 12 und 14 sind je innerhalb eines getrennten Zylindergehäuses 16 für jeden der Abschnitte A und B ausgebildet. Die Zylindergehäuse 16, 16 sind ringförmig beschaffen und sind starr an ihren äusseren zylindrischen Flächen an beiden Enden des Gehäuses 10 mit diesem verbunden. Abstandsringe 17, 17, durch welche/Bolzen 18 erstrecken, sind an den entgegengesetzten Enden der Kraftanlage zwischen den Zylindergehäusen 16, 16 und dem Gehäuse 10 vorgesehen, so dass ein ringförmiger Raum 19 innerhalb des Gehäuses, ausserhalb der Zylindergehäuse 16, 16 befindlich, besteht. Der Zweck dieses Aufbaues wird nachfolgend ausführlich erläutert.
Eine Antriebswelle 20 ist drehbar an jedem ihrer Enden axial innerhalb des Gehäuses 10 in Hauptlagern 22, 22 gelagert, welche ihrerseits mittig innerhalb kreisförmiger Öffnungen 23, 23 in den Gehäusen 16, 16 nahe der Aussen-Endwände derselben angeordnet sind. Jedes Paar der konzentrischen, ringförmigen Zylinder 12 und 14 bildet symmetrisch angeordnete Druck- und Verbrennungszylinder. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet der innere Zylinder 12 jedes Zylinderpaares den Druckzylinder, während der äussere Zylinder 14 den Verbrennungszylinder darstellt. Natürlich kann auch die umgekehrte Anordnung in gewissen Fällen erwünscht und zweckmässig sein.
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Eine Rotoranordnung 24 (Fig. 2) ist starr an der Antriebswelle 20 mit Hilfe eines Keils 25 befestigt und infolgedessen mit der Welle drehbar. Der Rotor oder Läufer 24 besteht aus zwei Kolbenrädern 26, 26, welche an ihrer Mitte im Abstand zueinander parallel auf d&r Welle 20 befestigt und konzentrisch mit dieser angebracht sind. Jedes Kolbenrad 26 erstreckt sich durch einen radial befindlichen ringförmigen Schlitz 27 des entsprechenden Zylindergehäuses 16 nach aussen in den entsprechenden Druckzylinder 12, 12. Wie nachfolgend ausführlich dargestellt ist, ist jeder Schlitz 27 in der inneren zylindrischen Wand je eines der ringförmigen Gehäuse 16, 16 ausgebildet und ermöglicht den Eintritt in den entsprechenden ringförmigen Zylinder 12. Wie am besten aus den Fig. 2 und 10 zu entnehmen ist, ist ein bogenförmiger länglicher Druckkolben 28 starr am Aussenumfang jedes Kolbenrades 26, 26 vorgesehen. Die Kolben 28, 28 besitzen den gleichen Radius wie die Druckzylinder 12, 12, innerhalb welchen sich die Kolben drehen. Jeder der Kolben 28, 28 besitzt eine Querschnittsform, welche dem Spiegelbild hinsichtlich des Querschnitts seines Zylinders 12 entspricht, jedoch insgesamt etwas kleiner ausgebildet ist. Jeder der Kolben 28 ist unter einem feststehenden Abstand bezüglich der Drehachse entsprechend seinem Krümmungsradius radial auf seinem Kolbenrad 26 befestigt, so dass der Kolben vollständig frei von den zugeordneten Zylinderwänden liegt. Die Länge jedes Kolbens 28, 28 an seinem aussersten Durchmesser entspricht vorzugsweise einer Hälfte des Umfanges seines Zylinders 12.
Zwischen den zwei Kolbenrädern 26, 26 ist als einheitlicher Bestandteil des Rotors 24 ein mittiger radförmiger Körper 30 vorgesehen. Dieser ist den beiden Abschnitten A und B der Maschine
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gemeinsam. Der Radkörper 30 ist mit einer Nabe 32 versehen, durch welche er auf der Welle 20 befestigt ist. An den entgegengesetzten Enden der Nabe 32 sind die Kolbenräder 26, 26 aufgeschraubt. Der Radkörper 30 erstreckt sich an seinem Kreisumfang radial über die Zylindergehäuse 16, 16 nach aussen und ist innerhalb einer zylindrischen Trommel bzw. eines Querkopfes 34 in der Mitte zwischen dessen Kanten 35, 35 verschraubt. Die Teile der Zylindergehäuse 16, 16 umgebende Trommel 34 ist konzentrisch bezüglich des Gehäuses 10 innerhalb des ringförmigen Raumes 19 zwischen der Innenfläche des Maschinengehäuses und den Aussenflächen der Zylindergehäuse 16, 16 angeordnet. Eine Reihe von Zylinderschrauben 37 (Fig. 4), die im Abstand zueinander im Umfang den Radkörper 30 umgeben, sind vorgesehen, diesen starr mit der Innenflädn e der Trommel 34 zu verbinden.
Ein Paar ringförmiger Kolbenräder 38, 38 (Fig. 2, 4, 12 und 13) sind an der Innenfläche des Querkopfes bzw. der Trommel 34 nahe deren Kanten 35, 35 angeschraubt, so dass sich jedes Kolbenrad 38 durch einen radial befindlichen ringförmigen Schlitz 40 am Umfang jedes Zylindergehäuses 16 in den entsprechenden Verbrennungszylinder 14 erstreckt. Der Schlitz 40 umgibt vollständig den Umfang jedes Gehäuses 16 und ermöglicht, dass sich das Kolbenrad 38 in die ringförmige Verbrennungskammer 14 erstreckt. An der Innenkante jedes Kolbenrades 38 innerhalb seines Verbrennungszylinders 14 ist ein bogenförmiger bzw. ringförmiger Verbrennungskolben vorgesehen, dessen Querschnittsform spiegelbildlich, jedoch etwas verkleinert, derjenigen seines Zylinders 14 entspricht, so dass er sich innerhalb des Zylinders um die Längsachse der Antriebswelle 20 drehen kann. Die Länge jedes Verbrennungskolbens 42 ist vor-
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teilhafterweise so gewählt, dass seine innerste Fläche genau halbzylindrisch ausgebildet ist.
Wie Fig. 14 und 15 erkennen lassen, können die Verbrennungskolben 42, 42^ verschiedene Querschnittsformen besitzen und können in beliebiger Weise auf den Kolbenrädern 38 befestigt sein. Das gilt in gleicher Weise für die Druck- bzw. Kompressionskolben 28. Die Fig. 10-14 stellen die Form und den Aufbau sowohl für den Druckais auch für den Verbrennungskolben dar, welcher demjenigen jeder der nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 1-6 dargestellten Kolben insofern gleicht, als das Querschnittsprofil jedes Kolbens an den Enden halbkreisförmig ist und jeder Kolben einen seitlichen länglichen Mittelteil aufweist. Im Falle des Kolbens 28 (Fig. 10 und 11) sind ein Paar bogenförmiger länglicher Abschnitte 41, 41, je einer auf einer Seite des Kolbenrades 26, mit Hilfe einer Reihe von Schrauben 43 befestigt. Jede der Schrauben erstreckt sich quer durch beide Abschnitte 41, 41 und durch ein am Umfang befindliches Segment 26.1 am Umfang des ringförmigen Kolbenrades 26. Beide Enden jeder Schraube 43 sind innerhalb der Abschnitte 41, 41 versenkt, so dass sie unterhalb der Flächen des Kolbens 28 liegen. In vergleichbarer Weise besitzt der Verbrennungskolben 42, von welchem Teile in vergrössertem Maßstab in den Fig. 12-14 dargestellt sind, bogenförmige Abschnitte 41a, die an den entgegengesetzten Seiten des ringförmigen Kolbenrades 38 mit einem Segment 38.1 an der Innenkante desselben verbunden sind.
Die Abschnitte oder Segmente 26.1 und 38.1 der Kolbenräder 26 und 38 erstrecken sich am Umfang auf gleichen Abständen um ihre entsprechenden Kolbenräder 26 und 38 wie die Kolben bildenden
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Abschnitte 41, 41a und sind an beiden Enden in gleicher Weise wie die Abschnitte geformt. Um eine grössere Abstützung für die Kolbenabschnitte 41, 41a zu erzeugen, sind die Segmente oder Abschnitte 26.1 und 38.1 in ihrer Breite etwas reduziert, so dass bogenförmige Schultern 26.2 und 38.2 auf beiden Seiten der Kolbenräder 26 und 38 bestehen. Gegenüber diesen Schultern sind die Abschnitte 41, 41a starr gehalten. Gemäss Darstellung in den Fig. 10, 12 und 13, können die Öffnungen 43a in den Kolbenrädern 26 und 38, durch welche sich die Befestigungsschrauben 43 erstrecken, etwas bogenförmig gestreckt sein, so dass die Kolbenabschnitte 41 und 41a in Längsrichtung einstellbar sind. Diese Einstellung macht es möglich, die Position der Kolben bildenden Abschnitte zu verändern, d.h. so, dass ihre Enden genau mit den entsprechenden Enden der Befestigungsabschnitte 26.1 und 38.1 an den Kolbenrädern 26 und 38 fluchten. Auf diese Weise werden breite Flächen an den Enden der Kolben 28 und 42 gebildet, welche in steuernden Eingriff mit den Kammern bildenden Ventilen jedes Zylinders gelangen, wie nachfolgend ausführlich dargestellt ist.
In einer weiteren Ausführungsform eines Kolbens gemäss Fig. 15 sind die beiden seitlichen Abschnitte 41', 41' des Kolbens 42* nicht verschraubt gemäss Fig. 10-14, sondern am Kolbenrad angeschweisst. Wie fernerhin beispielhaft dargestellt ist, kann die Querschnittsform der Kolben unterschiedlich sein. Die Querschnittsform der Druckkolben 28, 28 für jede Maschine entspricht jedoch zweckmässigerweise derjenigen für die Verbrennungskolben 42, 42.
Die maximale Breite P (Fig. 14 und 15) des Verbrennungskolbens 42 sollte beträchtlich grosser sein als die Breite W des Kolbenrades
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38, auf welchem er befestigt ist. Da infolgedessen nur die schmale Breite W des Kolbenrades 38 gegenüber den innerhalb des Verbrennungszylinders 14 entwickelten Drücken freiliegt, ist die in radialer Richtung am Rotor 24 ausgeübte Gesamtkraft verhältnismässig klein. Die Probleme der Gegenwirkung oder des Ausgleichs der am Rotor 24 wirkenden Kräfte zum Zwecke der Reduzierung der Vibration, der Lagerabnutzung und der Reibung, sind infolgedessen nicht so bedeutend oder kritisch wie bei Rotations-Brennkraftmaschinen bekannter Konstruktion. Von grösserer Bedeutung ist die Tatsache, dass die ringförmigen Rotationskolben sicherstellen, dass der grösste Anteil der aus der Verbrennung des Brennstoffes resultierenden Kraft tangential bezüglich des Rotors unter einem feststehenden Abstand von der Drehmittellinie ausgeübt wird, so dass maximales Drehmoment an der Welle 20 zur Wirkung kommt. Infolgedessen trägt diese Anordnung wesentlich zur Verbesserung des Wirkungsgrades dieser Bauform einer Rotationsmaschine bei, verglichen mit anderen Rotations-Brennkraftmaschinen als auch mit Kolbenmaschinen mit Wechselwirkung bzw. hin- und her beweg bar en Teilen.
Wie am besten aus der Querschnittsansicht von Fig. 3 durch den Schnitt A der Maschine ersichtlich ist, sind der bogenförmige Kompressionskolben 28 und der bogenförmige Verbrennungskolben 42 diametral entgegengesetzt zueinander auf dem Rotor 24 vorgesehen, so dass sich ihre Enden überlappen. Ein Paar Druckkanäle 44 und 44a sind gleichfalls diametral einander gegenüberliegend innerhalb der ringförmigen Wand 47 des Zylindergehäuses 16 zwischen den Zylindern 12 und 14 ausgebildet. Jeder der Druckkanäle
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44, 44a ist von identischem Aufbau und ist mit einem verhältnismässig kleinen Einlass 46 (Fig. 5 und 6) vom Druckzylinder 12 und mit einem erweiterten Auslass 48 in den Verbrennungszylinder 14 ausgebildet.
Ventilanordnung gemäss Ausführungsbeispiel der Fig. 1-15
Strömungsabwärts, d.h. in der durch die Pfeile R angezeigten Drehrichtung, ist an jedem Einlass 46 innerhalb des Druckzylinders 12 ein Druckventil 50, 50a vorgesehen. Das freie Ende 52 des Ventils oder Verschlussorgans erstreckt sich strönnungsaufwärts gerichtet und ist zwischen einer eine Kammer formenden Position (Fig. 6) und einer einen Kanal schliessenden Position (Fig. 5) verschwenkbar. Wenn sich der Kolben 28 in der in Fig. 3 dargestellten Position befindet, dann ist das Druckventil 50 quer bezüglich des Zylinders 12 in seiner die Kammer formenden oder bildenden Position gelagert. Das freie Ende 52 des Ventils erstreckt sich strönnungsaufwärts bezüglich seiner zur schwenkbaren Lagerung dienenden Welle 54, mittels welcher das Ventil verschwenkbar innerhalb des Zylindergehäuses 16 gelagert ist. Gleichzeitig wird das Ventil oder Verschlussorgan 50a diametral gegenüberliegend durch den Kolben 28 in seiner den Kanal schliessenden Position gehalten.
Wie Fig. 7 erkennen lässt, ist das Druckventil bzw. der Verschlusskörper 50 rechtwinklig, wobei die Abmessungen des Verschlusskörpers grosser sind als die entsprechenden Querschnittsabmessungen des Zylinders 12 (gestrichelt in Fig. 7 dargestellt), so dass die Randteile des Ventilkörpers auf einem rechtwinkligen Ventilsitz 56 (Fig. 5 und 6) aufliegen. Der Ventilsitz 56 umgibt vollständig unter Schräglage den Zylinder 12 und bildet innerhalb des Zylinders 12
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eine Druckkammer 58 strömungsaufwärts des Ventils 50 als auch eine Einlasskammer 60 strömungsabwärts des Ventilkörpers. Das Ventil 50a (Fig. 3) ist andererseits in seiner den Kanal schliessenden Position dargestellt, in welcher es innerhalb einer rechtwinkligen Ausnehmung 62 (Fig. 6) in den Wänden des Zylinders 12 nahe desselben vollständig aus der Bahn des Kolbens 28 zurückgezogen ist. In ihrer den Kanal schliessenden Position legen sich die Verschlussorgane oder Ventile 50, 50a gegen die rechtwinkligen Ventilsitze 64 an, die die Öffnungen 46 gegenüber den Druckkanälen 44, 44a umgeben. Gemäss Fig. 5 sind flache Seitenwände 65 parallel zueinander bestehend an den entgegengesetzten Seiten des Zylinders 12 vorgesehen und legen sich unter Abdichtung an die Seiten der Ventile 50, 50a an, wenn diese von einer Position in die andere verschwenkt werden.
Ein sogenanntes Verbrennungsventil 68, 68a ist strömungsaufwärts und nahe jedes Verbrennungsauslasses 48, 48a von den Druckkanälen 44, 44a in dem Verbrennungszylinder 14 verschwenkbar angeordnet. Das Ventil 68, 68a ist an einem Bolzen 66, 66a befestigt, der verschwenkbar im Zylindergehäuse 16 gelagert und zwischen einer eine Kammer bildenden Position quer zum Verbrennungszylinder 14 und einer einen Kanal schliessenden Position in Längsrichtung des Zylinders bewegbar ist. Wie die sogenannten Druckventüe 50, 50a so ist jedes sogenannte Verbrennungsventil 68, 68a von rechtwinkliger Form und legt sich gegen einen rechtwinkligen Ventilsitz 70 in seiner Kammer formenden oder bildenden Position an. In dieser Position ist es aus der Bahn des Kolbens 42 in eine rechtwinklige Ausnehmung 72, 72a verdrängt, welche einen der erweiterten Auslässe auf den Druckkanälen 44, 44a umgibt. Jede der Ausnehmungen 72, 72a ist mit einem Ventilsitz 74 versehen, welcher den Auslass umgibt. Auf
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diesen Ventilsitz legt sich jedes der Verbrennungsventile 68, 68a auf, wenn sich dieses in der den Kanal schliessenden Position befindet. Flache Seitenwände 75, Fig. 5, sind im Zylinder 14 nahe jedes Ventils 68, 68a vorgesehen, so dass sich das Ventil unter Abdichtung an diese anlegt, wenn es zwischen seinen zwei Positionen verschwenkt wird. In demjenigen Teil des Zylinders 14 (Fig. 3), welcher momentan nicht durch den Verbrennungskolben 42 belegt ist, kann sich das Ventil 68a frei in seine Kammer formende Position verschwenken, in welcher das Ventil den Zylinder 14 in eine Verbrennungskammer 76 strömungsabwärts und eine Auslasskammer 78 strömungsaufwärts unterteilt.
Um zu verhindern, dass die unter Druck stehenden Gase der Druckkammer 58 des Zylinders 12 entlang der Ventile 50, 50a entweichen, und infolgedessen einen Druckverlust verursachen, ist jedes der Ventile 50, 50a mit einer elastischen Kante ausgebildet, durch welche das Aussenende und die Seitenkanten unter Abdichtung stehen, wie für das Ventil 50 aus Fig. 7-9 ersichtlich ist. So ist eine längliche Nut 50.1 nahe des Aussenendes 52 des Ventils 50 vorgesehen. Die Innenkante 50.2 des Ventils 50 ist abgerundet, um das Abheben des Ventils 50 von seiner Kammer bildenden Position durch die Vorderkante des Kolbens 28 zu erleichtern. Die Nut 50.1 ist rechtwinklig im Querschnitt geformt und erstreckt sich quer bezüglich der vollen Breite des Ventils, so dass es an beiden Seitenkanten 50.3, 50.3 des Ventils öffnet und das Abnehmen und das Ersetzen eines Dichtungsstreifens 50.4 durch die offenen Enden der Nut gestattet.
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Die äussere Längskante des Dichtungsstreifens 50.4 erstreckt sich aus der Nut 50.1 und über diese durch eine eingeschnürte Öffnung in der Kante 50.2. Der innere Teil des Streifens 50.4 ist erweitert, so dass er nicht in Kantenrichtung aus der Nut 50.1 entweichen kann. Die Nut 50.1 ist tief genug, um eine begrenzte, in Kantenrichtung verlaufende Bewegung des Dichtungsstreifens 50.4 durch die eingeschnürte Öffnung der Nut zuzulassen. Eine Reihe von Öffnungen 50.5 sind entlang der Nut 50.1 vorgesehen. Dabei erstreckt sich jede Öffnung oder jedes Loch aus der Nut 50.1 oberhalb des Dichtungsstreifens 50.4 zur Druckseite des Ventils 50. Wenn also das Ventil 50 oder 50a seine schematisch in Fig. 8 dargestellte Kammer bildende Position eingenommen hat, dann wird der Druck in der Druckkammer 58 auf der Innenseite des Dichtungsstreifens 50.4 wirksam und drückt diesen nach aussen gegen den Ventilsitz 56 in der Wand des Zylinders 12. In vergleichbarer Weise hält die Dichtung 50.4 dichtende Anlage mit dem schräg liegenden Ende 79 des Druckkolbens 28, wenn letzterer jedes Druckventil aus der Anlage mit dem Ventilsitz 56 abhebt. Es ist also sichergestellt, dass eine feste und wirksame Abdichtung jederzeit zwischen der Druckkammer 58 und der Einlasskammer 60 besteht.
Die Nuten 50.6 und Dichtungsstreifen 50.7, den Nuten 50.1 und den Dichtungen 50.4 vergleichbar, sind an beiden Seitenkanten 50.3 des Ventils 50 ausgebildet, um die Seiten des Ventils gegenüber den Seitenwänden 65 des Zylinders abzudichten. In diesem Fall ist jedoch die Abdichtung senkrecht bezüglich der Kante des Ventils angeordnet, und nicht schräg verlaufend. Drucköffnungen 50.8 sind in den Nuten 50.6 von der Druckseite des Ventils 50 zugeordnet, so dass sich die Dichtungen stärker in Anlage an den Ventilsitz anlegen,
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- 22 wenn der Druck innerhalb der Druckkammer ansteigt.
Um die Reibung zu reduzieren, jedoch gleichzeitig eine angemessene Abdichtung zwischen dem Ventil 50 und dem Kolben 28 aufrechtzuerhalten, ist eine Lagerrolle 51 auf der nahe des Kolbens 28 befindlichen Seite vorgesehen. Die Rolle 51 ist mittig bezüglich des Zylinders 12 nahe des Aussenendes des Ventils 50 innerhalb einer Ausnehmung in der Fläche des Ventils ausgebildet, so dass sie sich aus dieser Ausnehmung nach aussen erstreckt und in Anlage mit dem Vorderende 79 des Kolbens 28 gelangt. Gleichzeitig wird ermöglicht, dass die Abdichtung 50.4 in dichtender Anlage mit dem Kolben verbleibt, bis das Ventil 50 seine den Kanal schliessende Position erreicht. Die Rolle 51 verbleibt dann in Berührung mit denn schmalen Abschnitt oder Segment 26.1 des Kolbenrades 26 und reduziert dadurch den Widerstand.
Die Verbrennungsventile bzw. -Verschlussorgane 68, 68a sind mit Dichtungen versehen, welche mit denjenigen für die Ventile 50, 50a vergleichbar sind. Gleichzeitig weisen sie Rollen 51 auf, um die Reibung und den Widerstand auf dem Verbrennungs-Kolbenrad 38 zu reduzieren. Da der Druck in der Verbrennungskammer 76 verhältnismässig gering ist, wenn der Kolben 42 beginnt, sich an eines der Ventile 68, 68a anzulegen, ist der Widerstand der Ventile 68, 68a gegenüber der Bewegung aus ihrer die Kammer bildenden Position nicht so gross als bei Bewegung der Druckventile 50, 50a in deren den Kanal schliessenden Position. Jedoch helfen die Rollen 51, die Reibung zwischen den Ventilen 68, 68a und dem Kolben 42 zu reduzieren, also die Reibung, die durch den Druck in den Druckkanälen 44, 44a während des Kompressionstaktes erzeugt wird. Darüber
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hinaus sollten Dichtungen entlang der Seitenkanten der Ventile 68, 68a vorgesehen sein, um sich unter Abdichtung an die Seitenwände 75 (Fig. 5) der Ventilkammer anzulegen. In gleicher Weise sollten sie entlang der Aussenkante vorgesehen sein, um ein Durchblasen während des Momentes zu verhindern, während welchem sich jedes der Ventile in seine die Kammer formende Position und aus dieser Position zurück verschwenkt, und während sich das Ventil während des Verbrennungstaktes in Anlage mit dem Ventilsitz befindet.
Es ist gleichfalls erwünscht und zweckmässig, Dichtungen an den Ventilsitzen 64 und 70 am Einlass und Auslass jedes Druckkanals 44 vorzusehen. Die Dichtungen 64.1 (Fig. 5 und 6) können deshalb in Nuten der Wand 47 des Zylindergehäuses um den Einlass 46 vorgesehen sein. Dichtungen 70.1 können um den Auslass 48 vorgesehen sein, um in Anlage mit den Ventilen 50 und 68 zu gelangen, wenn sich diese in ihrer den Kanal schliessenden Position befinden. Dichtungen 64.1 und 70.1, in ihrem Aufbau vergleichbar mit den Dichtungen 50.4 an den Druck- und Verbrennungsventilen, weisen die Drucköffnungen auf, die sich aus der Nut hinter der Innenkante des Dichtungsstreifens zur Druckkammer 44 erstrecken, so dass der Druck innerhalb der Kammer 44 die Dichtungen nach aussen gegen das Ventil bzw. Abschlussorgan andrückt.
Ein wesentlicher Vorteil der Anordnung gemäss der Erfindung ist in der Tatsache zu sehen, dass es nicht so schwierig ist, eine Kammer gegenüber der anderen abzusichern, wie dies bisher bei drehbaren Maschinen der in Rede stehenden Art der Fall war, da die Reibung und Abnützung bei Bewegung des Rotors
gegenüber denDichtungen wesentlich reduzierbar sind. Falls irgend-
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eine Dichtung zwischen den Kolben und den Wänden der Zylinder erforderlich ist, innerhalb welcher die Kolben umlaufen, dann sind diese Dichtungen nicht dem Druck innerhalb des Zylinders ausgesetzt, da sich die Kolben niemals tatsächlich an die Wände der Zylinder anlegen. Die grosse Länge der Kolben selbst macht es in den meisten Fällen unnötig, diese innerhalb der Zylinder abzudichten.
Die einzigen anderen Punkte, an welchen Dichtungen gegenüber beweglichen Teilen vorzusehen sind, liegen dort vor, wo sich die Kolbenräder 26 und 38 in die Zylinder erstrecken, und wo die Ventile 50 und 68 mit Hilfe der Enden der Kolben während der kurzen Zeitabschnitte dichten müssen, wenn sie durch die Kolben in ihre den Kanal schliessende Position und aus dieser sich entfernend bewegt werden. Gemäss Fig.8 legen sich die Dichtungen 50.4 an den äusseren Enden der Ventile oder Verschlussorgane an die sich bewegenden Kolbenräder nur entlang der verhältnismässig schmalen Umfangskanten der Räder und entlang der schräg verlaufenden Enden der Kolben an. Wenn sich jedes der Ventile in seiner den Kanal schliessenden Position befindet, dann wird es durch den Kolben gegenüber einem stationären Ventilsitz gehalten. Infolgedessen ist keine Dichtung zwischen dem sich bewegenden Kolben und dem Ventil erforderlich.
Um die Abnutzung der Dichtungen soweit als möglich zu reduzieren, ist es wünschenswert, zu verhindern, dass die gesamte Kraft des Druckes auf den Ventilen innerhalb der Druck- und Verbrennungskammern auf die Dichtungen 50.4 ausgeübt wird, wenn sich diese in Kontakt mit den Kolbenrädern befinden. Zu diesem Zweck ist der kreisförmige Teil 26.4 am Aussenumfang des entgegengesetzt seines
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Kolbens 28 befindlichen Kolbenrades 26 mit einem Durchmesser ausgebildet, welcher etwas kleiner ist als derjenige des Zylinders 12 am Innendurchmesser. Infolgedessen ist dieser Teil des Umfanges des Kolbenrades etwas innerhalb des Zylinders 12 ausgenommen, wie durch den Schnitt A der in Fig. 4 dargestellten Maschine ersichtlich ist. Im Falle des Kolbenrades 38 besitzt der entsprechende Kantenteil 38.4 einen etwas grösseren Durchmessen, als dem Aussendurchmesser des Zylinders 14 entspricht, wodurch der Kantenteil 38.4 ausserhalb des Zylinders etwas ausgenommen ist. Dies ist aus dem Schnitt B in Fig. 4 ersichtlich. Wenn sich die Ventile oder Verschlussorgane 50 und 68 gegen die Kammer bildenden Ventilsitze 56 und 70 anlegen, dann bewegen nur ihre Dichtungen 50.4 (Fig. 8) die sich bewegenden Kanten 26.4 und 38.4 des entsprechenden Kolbenrades. Infolgedessen wird der gesamte Druck jedes Ventils gegenüber dem feststehenden Ventilsitz in der Wand des Kolbens und nicht auf demsich drehenden Kolbenrad ausgeübt. Die Dichtungen 50.4 werden dennoch in Anlage an die Kolbenräder gedrückt. Dies geschieht durch den Druck, der durch die Drucköffnungen 50.5 der entgegengesetzten Seiten der Ventile durch die Gase ausgeübt wird, wie vorstehend beschrieben. Auf diese Weise wird die erforderliche Abdichtung mit der Kante des Kolbenrades hergestellt.
Die Zylinder 12 und 14 sind ausserdem mit Einlass- und Auslassöffnungen versehen, mittels welchen ein brennbares Brennstoffgemisch in die Einlasskammer 60 hinter dem Druckkolben 28 eingesogen und aus der Auslasskammer Abgase ausgestossen werden. Der Druck- oder Kompressionszylinder 12 ist zu diesem Zweck mit einem Paar von Einlassöffnungen 80, 80a versehen, von welchen sich jede unmittelbar strömungsabwärts ihres entsprechenden Druck-
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ventils 50, 50a befindet. Wenn also das hintere Ende des Kolbens 28 jedes Ventils 50, 50a passiert, und dieses in seine die Kammer bildende Position gelangen kann, dann wird ein gasförmiges Gemisch aus einer geeigneten Gemischquelle, so aus einem Vergaser (nicht dargestellt) in die Einlasskammer 60 eingesogen. In vergleichbarer Weise ist der Verbrennungszylinder 14 mit einem Paar von Auslassöffnungen 82, 82a versehen, welche sich je unmittelbar strömungsaufwärts des entsprechenden Verbrennungsventils 68, 68a befinden. Wenn also das hintere Ende des Verbrennungskolbens 42 jedes der Ventile 68, 68a passiert, so dass sich dieses in seine die Kammer bildende Position bewegen kann, dann werden die Verbrennungsgase vor dem Kolben 42 aus der Auslasskammer ausgespült.
Wie im einzelnen der Aufbau der Zylindergehäuse 16, 16 gemäss Fig. 2 und 4 zu erkennen gibt, ist das Gehäuse 16 gemäss Schnitt A der Maschine das gleiche wie das entsprechende Gehäuse im Schnitt B, mit der Ausnahme, dass es entgegengesetzt gerichtet ist. Jedes Gehäuse 16 besteht aus zwei ringförmigen Hälften 84 und 86, welche Fläche an Fläche entlang einer Unterteilungslinie 88 (Fig. 4) zusammengepasst sind. Die Unterteilungslinie 88 erstreckt sich durch die ringförmige Wand 47, die die Zylinder 12 und 14 trennt und diesen gemeinsam ist. Die angepassten Flächen entlang der Unterteilungslinie 88 sind zweckmässigerweise stufenweise abgesetzt (Fig. 4), um eine genaue Fluchtung der beiden Hälften 84 und 86 sicherzustellen. Diese sind mit Hilfe eines Ringes von Schrauben 9O verschraubt, die sich durch die Wand 47 erstrecken.
Die Zylinder 12 und 14 sind teilweise in einer Hälfte 84 und teilweise in der anderen Hälfte 86 des Gehäuses 16 ausgebildet. Zusätzlich sind der innere Schlitz 27 und der äussere Schlitz 40, durch welche
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sich das Kolbenrad 26 und das ringförmige Kolbenrad 38 radial in ihre entsprechenden Zylinder 12 und 14 erstrecken, durch radial innere und äussere Flächen 92 und 94 an der Hälfte 84 und durch radiale innere und äussere Flächen 96 und 98 an der anderen Hälfte 86 ausgebildet, die entgegengesetzt gerichtet sind. Sowohl die gegenüberliegenden Flächen 92 und 96 als auch die gegenüberliegenden Flächen 94 und 98 sind unter genauem Abstand voneinander gehalten, wenn die beiden Hälften 84 und 86 miteinander verschraubt sind, um enge Abstandstoleranzen auf beiden Seiten der Kolbenräder 26 und 38 sicherzustellen. Geeignete Packungsringe 100 und 102 (Fig. 4) sind in ringförmigen Nuten der gegenüberliegenden Flächen 92 und 96 auf den entgegengesetzten Seiten des Kolbenrades 26 vorgesehen, um den Zylinder 12 abzudichten. Vergleichbare Packungsringe 104 und 106 sind auf den entgegengesetzten Seiten des Kolbenrades 38 vorgesehen, um den Zylinder 14 abzudichten.
Während jeder Umdrehung des Rotors 24S drehen die Kolben 28 und 42 ihre entsprechenden Ventile 50, 50a und 68, 68a aus der die Kammer bildenden Position in die den Kanal schliessende Position. Sie sind infolgedessen an ihren vorderen Enden mit Schrägflächen versehen, welche sich an die Ventile anlegen und diese wirksam in die Ausnehmungen 62 und 72 drücken. Innerhalb dieser Ausnehmungen sind die Ventile vollständig aus der Bahn ihrer entsprechenden Kolben und werden durch die Kolben selbst in dichtender Anlage an dem den Kanal schliessenden Ventilsitz gehalten. Um die Bewegung der Druckventile 50, 50a in ihre Kanal schliessende Position zu erleichtern, ist das vordere Ende 79 des Druckkolbens 28 leicht in Richtung seiner Spitze 108 abgeschrägt. Eine gegen den Uhrzeigersinn verlaufende Drehung des Kolbens 28 (gemäss Fig. 3) hat zur
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Folge, dass sich das Vorderende 79 nachfolgend in Anlage an die abgerundete Kante 50.2 (Fig. 8) am freien Ende 52 jedes Druckkolbens 50, 50a anlegt und es nach aussen in die den Kanal schliessende Position anhebt. Bevor sich der schräg verlaufende Teil des Kolbens tatsächlich an das Ventil 50 anlegt, kommt das äussere Ende 52 des Ventils von unterhalb (Fig. 8) mit dem schräg verlaufenden Teil der Kante des Kolbenrades 26 in Anlage, d.h. dort, wo der reduzierten Durchmesser aufweisende Abschnitt 26.4 in den zur Kolbenbefestigung dienenden Abschnitt 26.1 übergeht. Die Bewegung des Ventils 50 aus seiner Anlage mit dem Ventilsitz 56 wird auf diese Weise erleichtert.
In vergleichbarer Weise ist das Vorderende 110 des Verbrennungskolbens bezüglich der Bewegungsbahn des Kolbens abgeschrägt. In diesem Fall verläuft die Fläche 110 schräg nach aussen in Richtung ihrer Spitze 112, so dass sich der Verbrennungskolben an das freie Ende 113, 113a (Fig. 5 und 6) jedes Verbrennungsventils 68, 68a nur am äusseren Ende jedes Auslasstaktes bzw. -zyklus anlegt. Jedes der Ventile 68, 68a wird auf diese Weise in der Folge durch den Verbrennungskolben 42 am Beginn jedes Verbrennungstaktes in die den Kanal schliessende Position bewegt.
Um die Reibung und die Abnutzung weiter zwischen den Ventilen 50 und 68 und den Flächen der Kolben 28 und 42 zu reduzieren, ist es erwünscht, den Umfang ihrer entsprechenden zur Kolbenbefestigung dienenden Abschnitte oder Segmente 26.1 und 38.1 (Fig. 11 und 14)
etwas über die Flächen der Kolben hinaus zu erstrecken, so dass am Umfang verlaufende Rippen 26.3 und 38.3 bestän en. Eine angepasste Nut 114 (Fig. 4) in der Aussenwand des Zylinders 12 nimmt
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die Rippe 26.3 am Kolben 28 auf, während eine entsprechende Nut an der Innenwand des Zylinders 14 die Rippe 38.3 des Kolbens 42 aufnimmt.
Wenn die Ventile 50 und 68 ihre Kanal-Verschlussposition (Fig. 5) einnehmen, dann gleiten ihre Wälzlagerrollen 51 auf den entsprechenden Rippen 26.3 und 38.3 der Kolben 28 und 42. Infolge der Tatsache, dass die Rippen 26.3 und 38.3 schmal sind, wird die Reibung auf diese Weise in der Tat ausgeschaltet. Die Rippen können ausserdem zum Zwecke der besseren Verschleissfestigkeit gehärtet sein. In den Zeichnungen sind die Rippen 26.3 und 38.3 in ihrer Höhe wesentlich vergrössert bzw. überhöht wiedergegeben. Es ist jedoch nur nötig, die Rollen 51 der Ventile 50 und 68 etwas von der Oberfläche der Kolben 28 und 42 abzuheben.
Es ist erwünscht, dass die Zündung der verdichteten Ladung innerhalb jeder Druckkammer 44, 44a unmittelbar nach Schliessen jedes Druckventils 50, 50a stattfindet. Infolgedessen werden sowohl der Druck infolge von Verdichtung als auch der Druck infolge von Verbrennung gegenüber dem entsprechenden Verbrennungsventil 68 bzw.
ausgeübt
68a/und drücken dieses nach aussen in die Kammer bildende Position quer zum Zylinder 14. Der Druck des brennenden Brennstoffes wird natürlich unmittelbar auf dem hinteren Ende 116 des Verbrennungskolbens 42 ausgeübt, wenn sich dieser über das freie Ende 113, 113a jedes der Verbrennungsventile hinausbewegt. Um nahezu augenblickliche Bewegung der Verbrennungsventile 68, 68a an ihrer die Kammer bildenden Position sicherzustellen, und um gleichzeitig Energieverluste zu reduzieren, indem gewährleistet ist, dass die Verbrennungsgase ihren Druck möglichst tangential bezüglich des
OQ _
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Rotors 24 ausüben, ist das hintere Ende 116 des Verbrennungskolbens 142 im Gegensatz zum Vorderende 110 nahezu quadratisch bezüglich der Richtung der Kolbenbewegung ausgebildet. Um jedoch eine Zerstörung der Verbrennungsventile 68, 68a zu verhindern, und um das Geräusch zu reduzieren, wenn sie in ihre die Kammer bildenden Positionen bewegt werden, ist es erwünscht, die Endfläche 116 mit einer kurzen Schräge an der äussersten Seite des Kolbens 42 zu versehen, so dass die Ventile vergleichsweise allmählich vom Kolben auf die Ventilsitze 70 gelassen werden.
Zusätzlich ist eine stossabsorbierende oder dämpfende Einrichtung 118 (mehr oder weniger schematisch in Fig. 1 dargestellt) auf der Welle 66 bzw. 66a jedes Verbrennungsventils 68, 68a ausserhalb der Zylindergehäuse 16, 16 vorgesehen, um deren Stoss gegenüber den Ventilsitzen 70 zu dämpfen, wenn sie vom Kolben 42 freigegeben sind. So kann jeder Stossdämpfer 118 beispielsweise aus einem Hebel 120 bestehen, welcher an einem Ende der Welle 66 fixiert ist und sich vom Gehäuse 16 nach aussen erstreckt. Ein Stossdämpfer 122 mit einem Plunger 124 ist am Gehäuse vorgesehen, um mit Hilfe des Plungers auf das äussere Ende des Hebels 120 so einzuwirken, dass bei nach rechts gerichteter Bewegung des Hebels 120 (Fig. 1) der Plunger oder Kolben 124 nach innen gerichtet in den Dämpferbzw. Bremszylinder verschoben wird. Die Absperrorgane oder Ventile 68, 68a sind infolgedessen daran gehindert, sich an ihre eine Kammer bildenden Ventilsitze 70 mit zu starkem Stoss anzulegen, dennoch sind sie in beiden Richtungen jederzeit bewegbar. Wenn es der Raum innerhalb des Zylindergehäuses zulässt, dann können innere Dämpfungseinrichtungen anstelle der äusseren Stossdämpfer
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118 benutzt werden. Eine derartig innere Dämpfungseinrichtung kann beispielsweise in den Ventilsitzen 70 in den Wänden jedes Verbrennungszylinders vorgesehen sein, um einen direkten Eingriff mit den Ventilen 68 oder 68a zu erhalten.
Obwohl die Verschiebung oder Verlagerung des Zylinders 12 im Vergleich mit dem Volumen des Druckkanals 44 so gewählt werden kann, dass ein Druckverhältnis bzw. Druckniveau entsteht, das hoch genug ist, um den Dieselkraftstoff infolge der Kompressionshitze zu zünden, ist die beispielhaft dargestellte Maschine als Benzin-Brennkraftmaschine ausgebildet und weist infolgedessen zwei Zündkerzen 126 und 126a für jeden Verbrennungszylinder auf. Jede Zündkerze 126, 126a ist durch eine geeignete Öffnung der Aussenwand des Zylindergehäuses 16 in jeden der Druckkanäle 44, 44a eingeschraubt. Ein Zündverteiler (nicht dargestellt) führt zu jeder der Zündkerzen und steuert zeitlich die Zündung des unter Druck stehenden Brennstoffes kurz bevor oder nachdem sich jedes der Verbrennungsyentile 68, 68a in seine die Kammer bildende Position bewegt.
Ein wesentliches Merkmal der Einrichtung gennäss der Erfindung ist darin zu sehen, dass sowohl die Kompressions- als auch die Verbrennungsventile an beiden Druckkanälen 44, 44a nahezu gleichzeitig bei Vollendung jedes Drucktaktes des Kolbens 28 und bei Zündung der komprimierten Ladung innerhalb der Druckkanäle wirken oder funktionieren, ohne dass ein äusserer Ventil-Betätigungsmechanismus erforderlich ist. Wie die den Moment vollendeter Kompression darstellende vergrösserte Einzelansicht der Ventile 50 und 68 in Fig. 5 erkennen lässt, ist die Schrägfläche 79 am Vorderende des Druck- oder Kompressionskolbens 28 im Eingriff mit dem Korn-
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pressionsventil 50 und hat dieses nach oben in die den Kanal schliessende Position gedruckt. In dieser Position schliesst oder dichtet das Ventil den Einlass 46 gegenüber dem Druckkanal 44 ab. Das Hinterende 116 des Verbrennungskolbens 42 befindet sich andererseits am Punkt der Freigabe des Verbrennungsventils 68, welches sich noch unter dichtender Anlage mit dem Auslass 48 vom Druckkanal 44 zum Zylinder 14 befindet und unter dem Druck des darin befindlichen komprimierten Gemisches steht. Die entgegengesetzte Seite des Ventils ist gegenüber der Auslassöffnung 82 im Zylinder 14 frei und steht infolgedessen unter einem vernaltnismässig geringem Druck.
Das Zünden mit Hilfe der Zündkerze 126 ist vorteilhafterweise zeitlich so abgestimmt, dass es zu dem in Fig. 5 dargestellten Moment stattfindet, also kurz bevor das Verbrennungsventil 68 durch den Kolben 42 freigegeben ist. Bei Freigabe wird es also durch die expandierenden Verbrennungsgase innerhalb des Kanals 44 nahezu augenblicklich in die die Kammer bildende Position gegenüber dem Ventilsitz 70 gedruckt. Die Verbrennung wird aufrechterhalten, so dass die expandierenden Gase den Kolben 42 über eine weitere halbe Umdrehung bewegen, wo die gleiche gegenseitige Wirkung zwischen den Ventilen 50a und 68a stattfindet, um einen weiteren Arbeitsoder Expansionshub während der nächsten halben Drehung einzuleiten. Die doppelten Zylinder und Kolben des Abschnittes B der Maschine arbeiten gleichzeitig in gleicher Weise wie es diejenigen des Abschnittes A tun, jedoch um 180 phasenversetzt. Wenn also ein Krafthub des Abschnittes A vollendet ist, dann beginnt der Krafthub im anderen Abschnitt B. Der Krafthub wird also nicht nur während jeder Drehung aufrechterhalten, gleichzeitig werden auch die auf den Rotor einwirkenden Kräfte im Gleichgewicht gehalten.
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Durch geeignete Wahl der Querschnittsabmessungen und Längen der Kolben kann jedes erwünschte Volumenverhältnis des Kompressionszylinders bezüglich des Verbrennungszylinders erzielt werden. In gleicher Weise kann der für die Ventile 50, 50a und 68, 68a erforderliche Abstand, um diese in ihre den Kanal schliessende und ihre die Kammer formende Position zu bewegen, reduziert werden, indem man die Querschnittsabmessung H (Fig. 14) der Kolben und der Zylinder in radialer Richtung reduziert, während die Breite P vergrössert wird, um die erwünschte Bewegung oder Versetzung zu erreichen. Dies ist insbesondere von Bedeutung in Verbindung mit dem Verbrennungszylinder 14 und den Ventilen 68, 68a, um Zylinderdruckverluste infolge eines Ausblasens entlang des Verbrennungsventils zu verhindern, bevor dieses gegenüber dem die Kammer bildenden Sitz 70 abdichtet.
In Fig. 6 ist die Lage der Ventile oder Absperrorgane 50 und 68 nach einer Hälfte einer Umdrehung der Kolben 28 und 42 gegenüber der in Fig. 5 dargestellten Position wiedergegeben. Der Kolben 42 vollendet jeden Auslasstakt bzw. -hub, wenn sich sein vorderes Ende 110 an das Ventil 68 anlegt, dieses in die den Kanal schliessende Position drückt und den Auslass 48 gegenüber dem Kanal 44 abdichtet. Kurz nachdem der Auslass 48 durch das Ventil 68 abgedichtet ist, verschwenkt sich das Kompressionsventil 50 in Richtung seiner die Kammer bildenden Position (in welcher es in Fig. 6 dargestellt ist), wenn sich das Hinterende 128 des Kolbens 28 darüber hinaus verlagert und den Einlass 46 gegenüber dem Kanal 44 öffnet. An diesem Punkt des Ablaufes existiert ein Druckunterschied auf den entgegengesetzten Seiten des Ventils 50, ausgelöst infolge eines Restdruckes im Kanal 44 vom zuvor vollendeten Krafthub und durch das
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Teilvolumen innerhalb des Zylinders 12, welches vom Einlasshub herrührt. Das Kompressions- oder Verdichtungsventil folgt infolgedessen der schräg verlaufenden Endfläche 128 des Kolbens 28 in die die Kammer formende oder bildende Position. Nach Wunsch kann eine einfache Zugfeder (nicht dargestellt) oder eine andere geeignete Einrichtung vorgesehen sein, um das Ventil 50 in Richtung seiner die Kammer bildenden Position zu verlagern. Wenn eine derartige Feder vorgesehen ist, dann sollte die notwendigerweise zu überwindende Kraft jedoch klein sein, so dass der Widerstand des Kompressionsventils gegenüber der in entgegengesetzter Richtung verlaufenden Bewegung durch den Kolben 28 in seine den Kanal schliessende Position nicht beträchtlich erhöht ist.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu entnehmen, dass jedes der Kompressionsventile eine feststehende Wand der Kompressionskammer bildet, wenn das Ventil mit Hilfe des Kompressionskolbens in seiner den Kanal schliessenden Position gehalten ist. Wenn sich das Kompressionsventil andererseits in der die Kammer bildenden Position befindet, dann bildet es eine Wand der Verdichtungs- oder Kompressionskammer. Die Drücke innerhalb der Kompressionskammer drücken das Kompressionsventil unter Abdichtung an den die Kammer bildenden Ventilsitz. In vergleichbarer Weise bildet jedes der Verbrennungsventile in seiner den Kanal schliessenden Position eine weitere Wand der Kompressionskammer, während die Ventile in der die Kammer bildenden Position eine Wand der Vei— brennungskammer bilden. Jeder Satz von Ventilen ist also abwechselnd wirksam, um eine Kompressionskammer und dann eine Verbrennungskammer zu bilden. Ihre Wirkung kann vollständig synchronisiert werden und in Abhängigkeit von der Drehbewegung der zwei
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Kolben in den zweifachen bzw. doppelten Kompressions- und Verbrennungszylindern stehen. Es ist keine unabhängige Einrichtung, so eine Steuer- oder Nockenwelle, erforderlich, um die Wirkungsweise der Ventile zu synchronisieren.
Ein weiterer Vorteil der Einrichtung gemäss der Erfindung besteht im einfachen Aufbau und in der leichten Zugängigkeit der Teile zum Zwecke der Reparatur oder zum Zwecke des Austausches. So kann beispielsweise jeder der Kompressionskanäle 44, 44a und der Ventileinrichtungen als eine vollständige Untereinheit gefertigt werden, welche als selbständige Einheit in die Masdiine eingebaut und aus dieser wieder entnommen werden kann. Wie Fig. 5 und 6 erkennen lassen, kann der Druckkanal 44 innerhalb eines Abschnitts 47a der ringförmigen Wand 47 bestehen, welche den Zylindern 12 und 14 gemeinsam ist. In diesem Fall ist die Wand 47 nur in der äusseren Hälfte des Zylindergehäuses 16 geformt, so dass beide Ventile 50 und 60 verschwenkbar im Wandabschnitt 47a gelagert sein können. Der Wandabschnitt seinerseits ist an der entgegengesetzten Hälfte des Gehäuses 16 mit Hilfe von Befestigungsschrauben 90a befestigt. Geeignete Dichtungen (nicht dargestellt) können an kritischen Punkten vorgesehen sein, um die Leckage zwischen den Zylindern 12 und 14 oder in Richtung der Aussenseite des Gehäuses 16 zu verhindern.
Es sei darauf verwiesen, dass zwei vollständige Arbeitszyklen während jeder Umdrehung des Rotors oder Läufers 24 für jedes Paar der Doppelzylinder 12 und 14 bestehen. In anderen Worten, während jeder Umdrehung sind zwei Kraft- oder Arbeitshübe, die sich über 180° Drehung erstrecken, je in jedem Abschnitt A und B
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der dargestellten Maschine vorhanden. Folglich erzeugt die Kraftanlage vier Arbeitshübe pro Umdrehung. Zum Vergleich hierzu muss eine Viertakt-Ottomotor-Maschine acht Zylinder aufweisen, um vier Kraft- oder Arbeitshübe pro Umdrehung zu erzeugen. Die Rotationsmaschine gemäss der Erfindung besitzt infolgedessen sowohl die Vorteile einer Viertaktmaschine bzw. eines Viertaktmotors als auch diejenigen eines Zweitaktmotors, ohne den Nachteilen eines dieser Antriebe oder Motoren zu unterliegen.
Zu dem Zeitpunkt jeder Umdrehung, mit Ausnahme dann, wenn sich jedes der Verbrennungsventile 68, 68a in seine die Kammer bildende Position bewegt, finden alle vier für einen Viertaktmotor erforderlichen Phasen gleichzeitig statt. Während der Kompressionskolben 28 ein gasförmiges Brennstoffgemisch hinter dem hinteren Ende 128 in die Einlasskammer 60 einsaugt, komprimiert er gleichzeitig die zuvor eingesogene Ladung innerhalb der Kompressionskammer 58 und drückt sie in den angrenzenden Druckkanal 44. Während dieser Phase des Arbeitszyklus befindet sich das Kompressionsventil 50 in der die Kammer bildenden Position, während das Verbrennungsventil 68 durch den Verbrennungskolben 42 in der den Kanal schliessenden Position gehalten ist. Gleichzeitig findet eine Verbrennung strömungsabwärts des Verbrennungsventils 68a innerhalb der Verbrennungskammer 76 statt, welche durch das Kompressionsventil 50a durch den Druckkanal 44a geschlossen ist. Das Ventil 50a ist seinerseits durch den Kolben 28 in der den Kanal schliessenden Position gehalten. Gleichzeitig damit werden die Auslassgase des zuvor stattfindenden Verbrennungstaktes aus der Auslasskammer 78 durch den Auslass 82 ausgestossen.
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Ein neuartiges Merkmal der Anordnung gemäss der Erfindung, welches mit grossem Vorteil zur Anwendung gebracht werden kann, um eine vollständige Verbrennung des Brennstoffgemisches während der Verbrennungsphase des Otto-Arbeitszyklus zu erreichen, ist darin zu sehen, dass sich ein oder mehrere Einspritzöffnungen 130 (Fig. 1 und 3) in jeder Hälfte des Verbrennungszylinders 14 zwischen den Ventilen 68 und 68a befindet bzw. befinden können. Die Einspritzöffnungen 130, 130 machen es möglich, Sauerstoff oder andere Chemikalien und Katalysatoren unter Druck unter Verwendung geeigneter Mittel (nicht dargestellt) in die Verbrennungskammer 76 einzuspritzen. Auf diese Weise wird kontinuierliche und regenerierte Verbrennung der teilweise verbrannten Gase während des gesamten Krafthubes sichergestellt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jede Öffnung 130 vorteilhafterweise näher zum strömungsabwärts liegenden Ventil der Ventile 68, 68a als zum strömungsaufwärts liegenden angeordnet. Wenn also Verbrennung beginnt, sich während eines späteren Teils jedes Verbrennungstaktes zu verbrauchen, kann erneute Verbrennung erzielt werden, indem ein erforderlicher Anteil des Mittels eingespritzt wird, um den verfügbaren Brennstoff vollständig zu verbrennen, wenn sich das Hinterende 116 des Verbrennungskolbens über jede Einspritzöffnung 130 hinaus bewegt. Auf diese Weise werden nicht nur giftige oder beeinträchtigende Abgas-Emissionen vermieden, gleichzeitig steigt die durch die Maschine erzielbare Leistung. Es können auch andere Einspritzöffnungen in jeder beliebigen Folge an verschiedenen Punkten entlang der Verbrennungskammer vorgesehen sein. Die Reihenfolge, in welcher Zusätze oder Beimengungen während jedes Verbrennungstaktes zugeführt werden, kann durch eine geeignete äussere Einrichtung (nicht dargestellt) gesteuert werden.
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Seite an Seite angeordnete Zylinderanordnung gemäss Fig. 16-21
Bei der schematisch in den Fig. 16-21 dargestellten Ausführungsform gemäss der Erfindung sind der Druckzylinder 212 und der Verbrennungszylinder 214 unter gleichem Radial durchmesser bezüglich der Antriebswelle 220 angeordnet und sind in Axial richtung Seite an Seite derselben vorgesehen. Der Zylinderblock bzw. das Gehäuse 210 für die Zylinder 212 und 214 kann auf verschiedenartige Weise bestehen, um Fertigung und Zusammenbau zu vereinfachen und zu erleichtern. Die Einzelheiten des Gehäuses sind zum Zwecke der klaren und übersichtlichen Darstellung nicht wiedergegeben. Das Gehäuse 210 wie das gemäss Fig. 1-6 ist zylindrisch geformt und weist eine erweiterte mittlere Öffnung 223 auf, innerhalb welcher eine Nabe 232 einer zylindrischen Läufer- oder Rotoranordnung 224 gelagert ist.
Die Rotoranordnung 224 besteht aus der Welle 220, aus einem Paar kreisförmiger Kolbenräder 226, 226, die je starr an den entgegengesetzten Seiten der Nabe 232 an der Welle 220 befestigt sind, aus einem bogenförmigen Kompressionskolben 228 innerhalb des Zylinders 212 und aus einem Verbrennungskolben 242 innerhalb des Zylinders 214. Die Kolben 228 und 242 sind starr an den axial inneren Kanten eines Paars zylindrisch geformter, zur Kolbenbefestigung dienender Ringe 229 und 231 vorgesehen, die sich von den Kolbenrädern 226, 226 durch ringförmige Schlitze 227 und 240 nach innen einander zugewandt erstrecken. Die Schlitze 227 und 240 sind zu diesem Zweck in den entgegengesetzten Endwänden des Zylinderblocks bzw. des Gehäuses 210 ausgebildet. Dichtungen 200 sind an den inneren und äusseren Wänden der ringförmigen Schlitze 227 und 240 im Block 210 vorgesehen, um eine Leckage um die zur Kolben-
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- 39 befestigung dienenden Ringe 227 und 231 zu verhindern.
Kolben 228 und 242 können an den Befestigungsringen 229 und 231 angeordnet und zusammengebaut sein, wie dies für die entsprechenden Teile gemäss Fig. 11-15 vorangehend beschriebener Ausführungsform erläutert wurde, mit Ausnahme der Tatsache, dass die Längsachse jedes Kolbens radial bezüglich der Drehachse und nicht parallel zu dieser ausgerichtet ist. Die Ringe 229 und 231 sind so geformt, dass sich ihre Innenkanten über die Kolben in die ringförmige Nut 213 bzw. 215 innerhalb der entsprechenden Zylinder 212 und 214 erstrecken. Wie im Falle der Ausführungsform gemäss Fig. 1-6 sind die Kolben 228 und 242 Ende an Ende in stufenweiser Zuordnung an diametral gegenüberliegenden Teilen ihrer entsprechenden Zylinder ausgebildet, wobei jeder Kolben im wesentlichen die Hälfte der Länge des zugeordneten ringförmigen Zylinders einnimmt.
Obwohl unabhängige Kompressions- und Kammerventile entsprechend der Ausführungsform gemäss Fig. 1-6 benutzbar sind bei der Doppelzylinder-Kraftanlage seitlicher Anordnung gemäss Fig. 16-21, hat es sich herausgestellt, dass die Übertragung des komprimierten Brennstoffgemisches aus dem Kompressionszylinder in den Verbrennungszylinder in gewissen Fällen erleichtert werden kann, indem eine einheitliche Ventilanordnung anstelle der unabhängigen Ventile 50 und 68 vorstehend beschriebener Form benutzt wird, um die Strömung des Brennstoffes zwischen den zwei Zylindern zu steuern oder zu bestimmen. Gemäss Fig. 17-21 ist ein Paar verschiebbarer Ventilanordnungen 245, 245a an diametral entgegengesetzter Position innerhalb des Gehäuses 210 vorgesehen, wobei sich jede der Ventilanordnungen radial über die gesamte Tiefe der ring-
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förmigen Zylinder 212 und 214 erstreckt. Jede der identischen Ventil anordnungen 245 oder 245a weist eine starre rechtwinklige Hülse auf, die innerhalb eines rechtwinkligen Kanals 243, 243a innerhalb des Zylinder block es 210 geführt ist, um Hin- und Herbewegungen quer zu den zwei ringförmigen Zylindern (d.h. parallel zur Welle 220) durchführen zu können.
Jede der verschiebbaren Ventilanordnungen 245, 245a umfasst zwei parallele Seitenkörper, die sich radial als auch schräg bezüglich der Zylinder 212, 214 erstrecken. Diese Seitenkörper bilden ein Paar bügeiförmiger Ventile oder Absperrorgane 250 und 268, welche den verschwenkbaren Ventilen 50 und 68 der vorstehend beschriebenen Anordnung entsprechen. Die Ventile 250 und 268 sind in fixierter Zuordnung zueinander mit Hilfe einer radial inneren Seitenplatte und einer radial äusseren Seitenplatte 252 gehalten. Beide Seitenplatten sind an den inneren und äusseren Kanten der Ventile 250 und 268 befestigt und bilden mit diesen die vorstehend genannte rechtwinklige Hülse, durch welche sich jede der verschiebbaren Ventilanordnungen 245 und 245a kennzeichnet.
Das Kompressions- oder Verdichtungsventil 250 ist nahe des Kompressionszylinders 212 vorgesehen und bewegt sich innerhalb des quer verlaufenden Kanals 243 zwischen einer eine Kammer formenden Position gemäss Fig. 18-20 und einer einen Kanal schliessenden Position (Fig. 21). In vergleichbarer Weise bewegt sich das Verbrennungsventil 268 auf der Verbrennungsseite zwischen seiner den Kanal schliessenden Position (Fig. 18-20) und einer Kammer bildenden Position (Fig. 21). Um eine Leckage zu verhindern, sind geeignete Ventilsitze, mit den für die Ventile 50 und 68 der Aus-
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führungsform gemäss Fig. 1-6 beschriebenen Sitzen vergleichbar, vorgesehen. Zusätzlich kann eine Führungseinrichtung benutzt werden, um die freie Bewegung der Ventilanordnungen 245, 245a sicherzustellen. Zu diesem Zweck ist beispielhaft dargestellt, dass die Ventilanordnungen 245 und 245a gemäss Fig. 17 und 20 radial vorstehende Führungsrippen 253 aufweisen, die sich im Bereich der beiden Enden der Ventile 250 und 268 befinden. Die Führungsrippen 253 gleiten innerhalb entsprechender Nuten 254 in den Wänden des Zylinderblockes. Dichtungen 255 sind zwischen jeder der Ventilanordnungen 245, 245a und ihres Querkanals vorgesehen, um zu verhindern, dass die Gase aus der Verbrennungskammer in die Einlasskammer und aus der Kompressionskammer in die Auslasskammer entweichen.
Die Maschine bzw. der Motor arbeitet entsprechend derjenigen gemäss Ausführungsform der Fig. 1-6 beschriebenen Art, was jede Doppelzylinderanordnung betrifft. An dem in Fig. 19 dargestellten Punkt, an welchem das Hinterende des Kolbens 228 die Einlassöffnung 280 passiert, kurz nachdem es sich aus der Anlage mit dem Kompressionsventil 250 bewegt hat, wird die Ventilanordnung 245 in der in Fig. 19 dargestellten Position gehalten, da der Verbrennungskolben 242 am Verbrennungsventil 268 angreift. Es wird dadurch nicht nur das Ventil 268 in der den Kanal schliessenden Position gehalten, gleichzeitig wird dadurch das Kompressionsventil 250 in der die Kammer formenden Position gehalten. Bei sich fortsetzender Drehung des Rotors 234 wird ein neuer Anteil von Brennstoffgemisch durch die Öffnung 280 in die Einlasskammer hinter dem Kolben 228 eingesogen, während die vorangehende Ladung vor dem Kolben 228 in die Druckkammer 244 zwischen den Ventilen
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250 und 268 innerhalb der Ventilanordnung 245 eingedrückt und verdichtet wird.
Nach einer halben Umdrehung des Rotors drückt das vordere Ende des Kompressionskolbens 228 die Ventilanordnung 245 in die entgegengesetzte Position innerhalb des Kanals 243, wie Fig. 21 erkennen lässt. Das Kompressionsventil 250 wird dadurch von seiner die Kammer bildenden Position in die den Kanal schliessende Position verlagert, wenn sich das Verbrennungsventil 268 in seine die Kammer bildende Position bewegt. Die komprimierte Ladung von Brennstoff gasen wird auf diese Weise zur Verbrennungskammer hinter den Kolben 242 im Zylinder 214 überführt. Wenn die Zündung nach Vollendung der Kompression während der Überführung der Ventilanordnung 252 aus einer Position in die andere stattfindet, wird der Kolben 242 durch die sich expandierenden Verbrennungsprodukte nach vorne getrieben. Strömungsaufwärts des Verbrennungsventils 268 werden die Abgase aus der Auslassöffnung 282 durch das vordere Ende des Verbrennungskolbens 242 ausgespült bzw. ausgestossen.
Um dichtenden Eingriff oder Anlage zwischen dem Verbrennungsventil und seinem Kolben und zwischen dem Kompressionsventil und seinem Kolben während der Überführung des verdichteten Brennstoffgemisches in den Verbrennungszylinder 214 aufrechtzuerhalten, ist die Ventilanordnung 245 durchgehend zwischen den schräg verlaufenden Enden der zwei Kolben vorgesehen. Die Form des hinteren Endes jedes Kolbens muss deshalb genau der Nocken- oder Steuerfläche am vorderen Ende des anderen entsprechen. Während das hintere Ende des Verbrennungskolbens nicht so abrupt ausgebildet
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sein kann, wie das der Anordnung gemäss Fig. 16 und ein geringerer Energieverlust daraus resultieren kann, dass die Kräfte der Verbrennung gegenüber einer schräg verlaufenden Fläche am Kolben zur Wirkung kommen, so wird dieser Umstand mehr als kompensiert durch die Vorteile, welche darin bestehen, dass die Kräfte wesentlich reduzierbar sind, mittels welchen das Kompressionsventil 250 aus seiner die Kammer bildenden Position in die den Kanal schliessende Position gedruckt wird, verglichen mit der Kraft, welche benötigt ist, um das Kompressionsventil 50 (Fig. 5 und 6) die gleiche Bewegung vollführen zu lassen. Dieser Umstand ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass sich bei der in den Fig. 16-21 dargestellten Ventil betätigung s einrichtung das Verbrennungsventil 268 gleichzeitig mit dem Kompressionsventil 250 bewegt. Ungeachtet der Grosse der Kompression des Brennstoffes innerhalb der Druckkammer 244 wird die resultierende Kraft dieses Druckes am Kompressionsventil 250, welche die Neigung besitzt, es in der die Kammer bildenden Position zu halten, durch den gleichen und entgegengesetzten Druck am Verbrennungsventil 268 ausgeglichen. Die einzige Kraft, welche erforderlich ist, um die Ventilanordnung 245 aus der in Fig. 19 dargestellten Position in die in Fig. 21 dargestellte Position zu bewegen ist die Kraft, mittels welcher der Widerstand infolge der Anlage der Ventilanordnung an den Enden der Kolben und am sie führenden Gehäuse überwunden wird.
Ventilanordnung gemäss Fig. 22-24
Bei der schematisch in Fig. 22-24 dargestellten modifizierten Ventilanordnung sind die ringförmigen Kompressions- und Ver brennungszylinder Seite an Seite wie bei der in den Fig. 16-21 dargestellten
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Ausführungsform vorgesehen. Andererseits sind die Ventile verschwenkbar am Maschinen- bzw. Motorgehäuse gelagert, wie dies unter Bezugnahme auf die Ausführungsform gemäss Fig. 1-6 erläutert ist. So ist das Kompressions- oder Verdichtungsventil 350 strömungsabwärts eines Druckkanals 344 im Zylinderblock 310 verschwenkbar gelagert, um sich innerhalb des Kompressionszylinders 312 verschwenken zu können. Das Verbrennungsventil 368 ist verschwenkbar strömungsaufwärts des Druckkanals 344 innerhalb des Verbrennungszylinders 314 gelagert. Die Ventile 350 und 368 sind jedoch mit Hilfe eines Glieds 369 verbunden, so dass die Bewegung eines Ventils über einen Teil seiner gesamten Bewegung zwischen der die Kammer bildenden und den Kanal schliessenden Position gleichzeitig in einer genau entsprechenden Bewegung des anderen Ventils resultiert. In diesem Fall ist das Glied 369 verschwenkbar an beiden Ventilen unter gleichem Abstand von ihren entsprechenden Schwenkachsen angelegt. Wenn jedoch die Gesamtbewegung der Ventile unterschiedlich ist, also dann, wenn beispielsweise ein Zylinder schmäler oder kleiner ist als der andere, dann sind die Positionen der Verbindung des Glieds 369 entsprechend einzustellen oder zu verändern.
Fig. 22 stellt den Kompressionskolben 328 und den Ver brennungskolben 342 in den Positionen dar, welche den Positionen der Kolben 228 und 242 in Fig. 19 und der Kolben 28 und 42 gemäss Fig. 6 entsprechen. So hat der Verbrennungskolben 342 gerade das Ventil 368 in die den Kanal schliessende Position bewegt, wodurch das Kompressionsventil 350 in die die Kammer bildende Position verlagert wurde. Die Kompression des Brennstoffgemisches hat also innerhalb des Kanals 344 begonnen.
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Fig. 23 stellt die Kolben 328 und 342 dar, nachdem sie etwas weniger als eine halbe Umdrehung gegenüber der in Fig. 22 dargestellten Position ausgeführt haben. Der Kolben 328 hat begonnen, das Kompressionsventil 350 von seinem die Kammer bildenden Sitz abzuheben und treibt den Rest der Ladung des Brennstoffgemisches in den Kanal 344. Da jedoch das Verbrennungsventil 368 begonnen hat, sich von dem den Kanal schliessenden Sitz abzuheben, kann das Brennstoffgemisch in den expandierenden Raum hinter dem Verbrennungskolben 342 einströmen. Das komprimierte Brennstoffgemisch kann gezündet werden, sobald die schräg verlaufende Steuerfläche am Kompressionskolben 350, welche gegenüber dem Brennstoffgemisch freiliegt, der freiliegenden Fläche am hinteren Ende des Verbrennungskolbens 368 entspricht oder kleiner ist als diese.
Fig. 24 stellt das Kompressionsventil 350 dar, welches durch den Kolben 328 in die den Kanal schliessende Position bewegt wurde, als auch das Verbrennungsventil 368 in der die Kammer bildenden Position. Die Zündung hat an der Spitze bzw. am Höchstwert der Kompression stattgefunden. Die Abgase aus dem zuvor stattfindenden Arbeitszyklus beginnen, aus der Öffnung 382 herausgedrückt zu werden, wenn die Kompression der nächsten Brennstoffgemischladung bei Schliessen der Einlassöffnungen 380 beginnt.
Es können verschiedenartige Kombinationen der in den Fig. 1-16, 16-21 und 22-24 dargestellten Ausführungsformen geschaffen werden. So kann beispielsweise die einheitliche Ventilanordnung gemäss Fig. 16-21 innerhalb einer konzentrischen Zylinderanordnung benutzt werden, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Es können auch die
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unabhängig voneinander befestigten Ventile gemäss Fig. 5 und 6 in einer M aschine benutzt werden, an welcher die Zylinder Seite an Seite vorgesehen sind. Auch kann die Ventilanordnung gemäss Fig. 22-24 anstelle der Ventile 50 und 58 gemäss Fig. 1-6 oder anstelle der Ventile 250 und 268 gemäss Fig. 16-21 zur Anwendung gebracht werden.
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Claims (29)

  1. PATENTANSPRÜCHE:
    1 . Rotationskolbenmaschine, insbesondere Rotationskolbenbrennkraftmaschine mit einem Gehäuse, einem innerhalb des Gehäuses gelagerten Rotor, mit wenigstens einem länglichen, bogenförmig geformten Kompressionskolben, der starr am Rotor befestigt und innerhalb des Gehäuses drehbar ist, um ein gasförmiges Brennstoffgemisch zu verdichten, mit wenigstens einem länglichen, bogenförmig geformten Verbrennungskolben, der in versetzter Beziehung zum Kompressionskolben starr am Rotor befestigt ist, sich mit dem Rotor innerhalb des Gehäuses dreht und durch die Verbrennung einer komprimierten Ladung von Brennstoffgemisch antreibbar ist, wobei jeder der Kolben gleiche Länge, ausgedrückt in Bogengrad, besitzt und sich nicht über wesentlich mehr als 180 Bogengrad erstreckt, so dass das Gehäuse einen Kompressionsraum bildet, innerhalb welchem der Kompressionskolben umlaufen kann, als auch einen Verbrennungsraum, innerhalb welchem der Verbrennungskolben umläuft, mit einem Druckkanal, welcher die Kompressionsund Verbrennungsräume verbindet und einen Einlass vom Kompressionsraum als auch einen Auslass zum Verbrennungsraum enthält, während das Gehäuse eine Einlassöffnung aufweist, die sich strömungsabwärts des Einlasses in den Kompressionsraum öffnet, als auch eine Auslassöffnung, die sich strömungsaufwärts des Auslasses aus dem Verbrennungsraum öffnet, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kompressionsventil am Gehäuse nahe des Einlasses angeordnet
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    und innerhalb des Kompressionsraumes in eine eine Kammer bildende Position strömungsabwärts des Einlasses bewegbar ist und den Kompressionsraum in eine strömungsaufwärts befindliche Kompressionskammer und eine strömungsabwärts befindliche Einlasskammer unterteilt, so dass der Kompressionskolben bei Drehung des Rotors eine Ladung des Brennstoffgemisches innerhalb der Kompressionskammer in den Druckkanal drückt, während eine weitere Ladung von Brennstoffgennisch in die Einlasskammer angesogen wird, dass die Fläche am Vorderende des Kompressionskolbens schräg bezüglich der Bahn der Drehung ausgebildet ist, um das Kompressionsventil aus seiner die Kammer bildenden Position zu verlagern, wenn sich das vordere Ende des Kompressionskolbens in Anlage mit dem Kompressionsventil dreht, dass ein Verbrennungsventil am Gehäuse nahe des Auslasses vorgesehen und innerhalb des Verbrennungsraumes in eine Kammer formende Position strömungsaufwärts des Auslasses und in eine den Kanal schliessende Position bewegbar ist, in welcher es den Auslass schliesst, wobei das Verbrennungsventil in seiner Kammer bildenden Position so ausgerichtet ist, dass es eine Wand einer Verbrennungskammer strömungsabwärts bildet und durch Druck in die Verbrennungskammer in die die Kammer formende Position gedruckt wird, dass die Fläche des Verbrennungskolbens am Vorderende schräg bezüglich der Bahn der Drehung des Kolbens ausgebildet ist, um das Verbrennungsventil in die den Kanal schliessende Position zu drücken, so dass das Verbrennungsventil durch den Verbrennungskolben während eines Teils jeder Umdrehung des Rotors entsprechend der Länge des Kolbens in der den Kanal schliessenden Position gehalten wird, und dass das Verbrennungsventil in seiner den Kanal schliessenden Position eine Wand der Verbrennungskammer bildet, so dass bei Bewegung des Verbrennungskolbens strö-
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    mungsabwärts gerichtet das Verbrennungsventil durch den Verbrennungskolben freigegeben ist und sich in die die Kammer bildende Position verlagern kann.
  2. 2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kompressionsventil so angeordnet und ausgebildet ist, dass es durch den Kompressionskolben in eine den Kanal schliessende Position verlagerbar ist, wenn der Kolben aus seiner die Kammer bildenden Position gedrückt ist, und dass das Kompressionsventil durch den Kompressionskolben in seiner den Kanal schliessenden Position gehalten wird, in welcher es eine weitere Wand der Verbrennungskammer während eines Teils jeder Umdrehung des Rotors entsprechend der Länge des Kolbens bildet.
  3. 3. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressions- und Verbrennungsräume aus voneinander getrennten ringförmigen Zylindern innerhalb des Gehäuses bestehen und sowohl einen Kompressionskammer-Ventilsitz quer bezüglich des Kompressionszylinders in den Wänden desselben aufweisen, so dass sich das Kompressionsventil unter Dichtung daran anlegen kann, wenn es sich in der die Kammer formenden Position befindet, als auch einen Verbrennungskammer-Ventilsitz aufweist, der quer bezüglich des Verbrennungszylinders innerhalb dessen Wänden gebildet ist, so dass sich das Verbrennungsventil unter Abdichtung am Sitz anlegen kann, wenn es sich in der Kammer formenden Position befindet.
  4. 4. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hinterende des Verbrennungskolbens im wesentlichen radial bezüglich des ringförmigen Verbrennungszylinders angeordnet ist,
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    dass die Kolben relativ zueinander in Umfangsrichtung so gelagert sind, dass das Kompressionsventil in die den Kanal schliessende Position gesteuert wird, während sich das Verbrennungsventil in der den Kanal schliessenden Position befindet, und dass sich das Hinterende des Verbrennungskolbens im wesentlichen augenblicklich strömungsabwärts des Verbrennungsventils bewegt, nachdem der Einlass geschlossen ist, um das Verbrennungsventil freizugeben, so dass dieses durch den Druck der Gase innerhalb des Druckkanals in die den Kanal formende Position getrieben wird.
  5. 5. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse eine beiden Zylindern gemeinsame Wand aufweist, innerhalb welcher der Druckkanal ausgebildet ist, dass der Einlass in den Kompressionszylindern seitlich der gemeinsamen Wand besteht, während der Auslass eine erweiterte Öffnung gegenüber dem Verbrennungszylinder direkt gegenüber dem Einlass aufweist, und dass die Ventile verschwenkbar auf der gemeinsamen Wand an den entgegengesetzten Seiten derselben angeordnet sind, wobei ein freies Ende des Verbrennungsventils strömungsabwärts des Verbrennungszylinders ist, wenn es sich in der den Kanal schliessenden Position befindet.
  6. 6. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hinterende des Verbrennungskolbens im wesentlichen radial bezüglich des ringförmigen Verbrennungszylinders besteht, und dass die Kolben relativ zueinander in Umfangsrichtung so angeordnet sind, dass das Kompressionsventil in die den Kanal schliessende Position verschwenkt wird, während das Verbrennungsventil durch den Verbrennungskolben in der den Kanal schliessenden Position gehalten ist, dass sich des Hinterende des Verbrennungskolbens nahezu
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    augenblicklich nach Schliessen des Einlasses strömungsabwärts des freien Endes des Verbrennungsventils bewegt, um das Verbrennungsventil freizugeben, so dass dieses durch den Druck innerhalb des Druckkanals in die den Kanal bildende Position verschwenkt wird.
  7. 7. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder konzentrisch bezüglich einander, einer innei— halb des anderen, angeordnet sind.
  8. 8. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder konzentrisch bezüglich einander, einer innerhalb des anderen, angeordnet sind.
  9. 9. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder konzentrisch bezüglich einander, einer innerhalb des anderen, angeordnet sind.
  10. 10. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder konzentrisch bezüglich einander, einer innerhalb des anderen, angeordnet sind.
  11. 11 . Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressionszylinder den inneren der konzentrischen Zylinder darstellt.
  12. 12. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder Seite an Seite axial bezüglich des Rotors angeordnet sind.
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  13. 13. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder Seite an Seite axial bezüglich des Rotors angeordnet sind.
  14. 14. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder Seite an Seite axial bezüglich des Rotors angeordnet sind.
  15. 15. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder Seite an Seite axial bezüglich des Rotors angeordnet sind.
  16. 16. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Wand mit einenn abnehmbaren Wandabschnitt versehen ist, wobei der Druckkanal innerhalb des Wandabschnittes gebildet ist, und dass die Ventile so am Wandabschnitt angebracht sind, dass der Wandabschnitt und die Ventile zusammen eine Untereinheit der Maschine bilden, welche zum Zwecke der Reinigung, Reparatur oder zum Zwecke des Ersatzes abnehmbar ist.
  17. 1 7. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Wand mit einem abnehmbaren Wandabschnitt versehen ist, wobei der Druckkanal innerhalb des Wandabschnittes gebildet ist, und dass die Ventile so am Wandabschnitt angebracht sind, dass der Wandabschnitt und die Ventile zusammen eine Untereinheit der Maschine bilden, welche zum Zwecke der Reinigung, Reparatur oder zum Zwecke des Ersatzes abnehmbar ist. .
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  18. 18. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese mehrere Druckkanäle aufweist, welche je mit einem Einlass und einem Auslass versehen sind, wobei die Einlasse unter gleichen Abständen voneinander entlang des Kompressionszylinders bestehen, während die Auslässe unter gleichem Abstand voneinander entlang des Verbrennungszylinders bestehen, wobei die Maschine ferner je ein Kompressionsventil und eines der Verbrennungsventile für jeden der Druckkanäle aufweist und die Kolben im wesentlichen gleiche Länge entsprechend der Zwischenräume zwischen den Einlassen und Auslässen besitzen.
  19. 19. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese mehrere Druckkanäle aufweist, welche je mit einem Einlass und einem Auslass versehen sind, wobei die Einlasse unter gleichen Abständen voneinander entlang des Kompressionszylinders bestehen, während die Auslässe unter gleichem Abstand voneinander entlang des Verbrennungszylinders bestehen, wobei die Maschine ferner je ein Kompressionsventil und eines der Verbrennungsventile für jeden der Druckkanäle aufweist und die Kolben im wesentlichen gleiche Länge entsprechend der Zwischenräume zwischen den Einlassen und Auslässen besitzen.
  20. 20. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass diese mehrere Druckkanäle aufweist, welche je mit einem Einlass und einem Auslass versehen sind, wobei die Einlasse unter gleichen Abständen voneinander entlang des Kompressionszylinders bestehen, während die Auslässe unter gleichem Abstand voneinander entlang des Verbrennungszylinders bestehen, wobei die Maschine ferner je ein Kompressionsventil und eines der Verbrennungsventile
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    für jeden der Druckkanäle aufweist und die Kolben im wesentlichen gleiche Länge entsprechend der Zwischenräume zwischen den Einlassen und Auslassen besitzen.
  21. 21 . Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese mehrere Druckkanäle aufweist, welche je mit einem Einlass und einem Auslass versehen sind, wobei die Einlasse unter gleichen Abständen voneinander entlang des Kompressionszylinders bestehen, während die Auslässe unter gleichem Abstand voneinander entlang des Verbrennungszylinders bestehen, wobei die Maschine ferner je ein Kompressionsventil und eines der Verbrennungsventile für jeden der Druckkanäle aufweist und die Kolben im wesentlichen gleiche Länge entsprechend der Zwischenräume zwischen den Einlassen und Auslassen besitzen.
  22. 22. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungszylinder mit einer Einspritzöffnung versehen ist, um eine Ladung von die Verbrennung regenerierenden Materials direkt in die Verbrennungskammer einzuspritzen, so dass die darin befindlichen Verbrennungsprodukte verbrennbar sind.
  23. 23. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungszylinder mit einer Einspritzöffnung versehen ist, um eine Ladung von die Verbrennung regenerierenden Materials direkt in die Verbrennungskammer einzuspritzen, so dass die darin befindlichen Verbrennungsprodukte verbrennbar sind.
  24. 24. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungszylinder mit einer Einspritzöffnung versehen ist, um eine Ladung von die Verbrennung regenerierenden
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    Materials direkt in die Verbrennungskammer einzuspritzen, so dass die darin befindlichen Verbrennungsprodukte verbrennbar sind.
  25. 25. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungszylinder mit einer Einspritzöffnung versehen ist, um eine L adung von die Verbrennung regenerierenden Materials direkt in die Verbrennungskammer einzuspritzen, so dass die darin befindlichen Verbrennungsprodukte verbrennbar sind.
  26. 26. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung die Kompressions- und Verbrennungsventile verbindet, wobei die Verbindungseinrichtung und die Ventile eine Ventilanordnung bilden, innerhalb welcher sich die Ventile im Gleichsinn bewegen, dass jedes der Ventile eine Fläche an seinem Hinterende aufweist, welche exakt mit der Fläche am vorderen Ende des angrenzenden Kolbens des anderen Zylinders übereinstimmt, dass jedes der hinteren Enden bezüglich des vorderen Endes des angrenzenden Kolbens so gehalten ist, dass der Eingriff zwischen jedem der Kolben und dem entsprechenden der Ventile aufrechterhalten bleibt, wenn sich die Ventile aus einer Position in die andere bewegen.
  27. 27. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse einen beiden Zylindern gemeinsame Wand aufweist, wobei der Einlass in der Kompressionszylinderseite der gemeinsamen Wand besteht, wobei der Auslass in deir Kompressionszylinderseite der gemeinsamen Wand ausgebildet ist und sich der Auslass in den Verbrennungszylinder an der Seite der gemeinsamen Wand direkt gegenüberliegend des Einlasses öffnet, dass die Ventilanordnung einen starren Körper, der verschiebbar inner-
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    halb der gemeinsamen Wand geführt ist, aufweist, dass die Ventile entgegengesetzt befindliche Seitenwände der Ventilanordnung umfassen, die sich schräg bezüglich der ringförmigen Zylinder ei— strecken, und dass die Verbindungseinrichtung starre Seitenplatten der Ventilanordnung umfasst, so dass Druckkanäle zwischen den Seitenwänden und den Seitenplatten innerhalb der Ventilanordnung gebildet sind, dass eine Führungseinrichtung innerhalb der gemeinsamen Wand besteht und verschiebbar die Ventilanordnung aufnimmt, so dass diese zwischen feststehenden Grenzen verschiebbar ist, wobei an einer derartigen Verschiebungsgrenze der Ventilanordnung das Kompressionsventil unter Abdichtung an seinem Kompressionskammer-Ventilsitz aufliegt, während sich das Verbrennungsventil unter dichtender Anlage mit dem Auslass befindet, während in der anderenBegrenzung der Bewegung der Ventilanordnung das Kompressionsventil unter Abdichtung am Einlass aufliegt, während sich das Verbrennungsventil unter Abdichtung am Verbrennungskammer-Ventilsitz auflegt.
  28. 28. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Glied verschwenkbar die Kompressions- und Verbrennungsventile verbindet, so dass sich die Ventile im Gleichsinn bewegen, dass jeder der Kolben an seinem hinteren Ende eine Fläche aufweist, welche genau der Fläche am vorderen Ende des angrenzenden Kolbens innerhalb des anderen Zylinders entspricht, und dass jedes der Hinterenden bezüglich des Vorderendes des angrenzenden Kolbens so gehalten ist, dass der Eingriff zwischen jedem der Kolben und dem entsprechenden der Ventile aufrechterhalten bleibt, wenn sich die Ventile aus einer Position in die andere bewegen.
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  29. 29. Rotationskolbenmaschine, so Rotationskolbenmotor oder Luftkompressor, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Zylinderblock mit einem ringförmigen Zylinder aufweist, innerhalb welchem ein ringförmiger Kolben drehbar ist, dass ein Druckkanal innerhalb des Zylinderblockes gebildet ist und eine in den Zylinder mündende Öffnung aufweist, dass ein Ventil innerhalb des Zylinderblockes zwischen einer eine Kammer formenden Position und einer einen Kanal schliessenden Position bewegbar ist und einen Wandteil umfasst, mittels welchem der ringförmige Zylinder am Umfang in voneinander getrennte Kammern an den entgegengesetzten Seiten des Wandteils aufteil bar ist, wenn sich das Ventil in seiner Kammer formenden Position befindet, und dass der Wandteil des Ventils so angeordnet ist, dass er durch den Kolben aus der Kammer formenden Position wirksam in den Zylinder in die den Kanal schliessende Position in Anlage mit der Öffnung bezüglich des Kanals bewegbar ist, um den Kanal gegenüber dem Zylinder abzudichten.
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    Leerse ite
DE19742421508 1973-05-04 1974-05-03 Rotationskolbenmaschine Pending DE2421508A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2110524A (en) * 1936-08-06 1938-03-08 Lowell M Hodges Rotary engine
US2196675A (en) * 1937-06-04 1940-04-09 John Charles Ullrich Rotary motor

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IT1011375B (it) 1977-01-20
FR2228149A1 (de) 1974-11-29
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CA1005347A (en) 1977-02-15

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