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Rot ationsmotor Die Erfindung betrifft einen Rotationsmotor mit einem
Gehäuse und einem im Hohlraum desselben beweglichen und auf einer Welle gelagerten
Drehkolhen, der an seiner Mantelfläche mehrere Dichtungsglieder trAgt, die in radialen
Schlitzen des Drehkolbens gelagert sind.
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Es sind'eine Reihe von Drehkolbenmotoren hekannt, etwa der Wankelmotor.
Vorteile derartiger Drehkolbenmotoren liegen darin, daß der Motor kleiner und leichter
konstruiert werden kann und weniger bewegliche Teile enthält im Vergleich zu einem
Kolbenmotor gleicher Leistung.
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Der Wankelmotor weist in seiner Grundausführung eine einzige Brennkammer
auf sowie einen annähernd dreieckigen Drehkolben, der sich pro Verbrennungszyklus
einmal dreht.
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Der Erfindung liegt die Auf gabe zugrunde, einen Rotationsmotor zu
schaffen, der sich verhältnismäßig leicht herstellen läßt und eine einfache Ventilanordnung
aufweist.
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Die Lösung dieser Aufhabe ist im wesentlichen darin zu sehen, daß
das Gehäuse einen zylindrischen Hohlraum hat mit einer der Anzahl der Dichtungsglieder
entsprechenden Anzahl von Ausnehmungen in der Wand des Gehäuses, die jeweils eine
in Umfangsrichtung getrennt voneinander liegende Einlaßöffnung und Auslaßöffnung
aufweisen und eine Dichtungsfläche bilden, daß der Drehkolben zylindrisch gestaltet
ist und auf einem an der Welle sitzenden, sich in den Hohlraum erstreckenden urbelzapfenhereich
gelagert ist, und daß die Dichtungsglieder eine radiale Dichtungsplatte sowie eine
quer dazu verlaufende, an der radial äußeren Kante derselben angrenzende, an der
Dichtungsfläche der zugeordneten Ausnehmung anliegende Ventilplatte umfassen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform ist darin zu sehen, daß eine Seitenwand
des Gehäuses eine Schulter aufweist, die mit parallel zu den Dichtungsflächen der
Ausnehmungen verlaufenden Gleitflächen versehen sind, und daß der radial innenliegende
Bereich der Dichtungsplatten auf den zugeordneten Gleitflächen aufliegt.
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Dabei ist es günstig, wenn der innere Bereich jeder Dichtungsplatte
einen plattenförmigen Fuß bildet.
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Es ist vorteilhaft, wenn die an die Schulter angrenzende Stirnwand
des Drehkolbens mit einem zurückgesetzten Bereich zur Aufnahme der Schulter versehen
ist.
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Eine Weiterbildung besteht darin, daß an einer Stirnseite
des
Drehkolbens mehrere im Abstand voneinander liegende Rollen angebracht sind und daß
in der angrenzenden Seltenplatte eine entsprechende Anzahl von zylindfischen Ausnehmungen
vorgesehen sind, die so bemessen sind, daß die Mantelflächen der Rollen auf den
kreisförmigen Mantel flächen dieser Ausnehmungen abrollen.
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Eine andere Weiterbildung zeichnet sich aus durch drei Dichtungsglieder
und drei radiale Schlitze in dem Drehkolben Eine bevorzugte Aus führungs form zeichnet
sich aus durch Dichtungen zwischen den radialen Dichtungsplatten und den radialen
Schlitzen, durch Dichtungen zwischen den Stirnkanten der radialen Dichtungsplatten
und den angrenzenden Stirnseiten des Gehäuses, und durch Dichtungen zwischen den
Stirnseiten des Drehkolbens und den angrenzenden Seiten des GehAuses.
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Eine Weiterbildung dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Dichtungen
zwischen den radialen Schlitzen und den Dichtunsplatten sowie die Dichtungen zwischen
den Stirnseiten des Drehkolbens und den Seiten des Gehäuses ineinander über gehen
und mehrteilig sind, daß die Anschlußstellen aneinandergrenzender Teile Uberlappend
ausgebildet sind, und daß Federn In den Grund der die Dichtungen aufnehmenden Nuten
eingesetzt sind.-Ein gEnttlger Olkrelalauf zeichnet sich dadurch aus, daß mindestens
ein Teil der Welle eine Längsbohrung auf<ieist, die an eine Schmiermitteiquelle
angeschlossen ist, daß der Drehkolben einen zentralen hohlen Raum aufweist, daß
ein.
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Verbindung zwischen dem Raum und der Längsbohrung ueber die Lagerstelle
hergestellt ist, daß mindestens ein Abflußloch in einer Seitenwand des Drehkolbens
vorgesehen ist, und daß
in dem Gehäuse an der dem Abflußloch zugewandten
Seite eine ölablaufleitung angeschlossen sind.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an
einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben.
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Fig.l ist eine auseinandergezogene Darstellung eines Rotationsmotors
nach der Erfindung; Fig.2 ist eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 von Fig.l;
Fig.3 ist eine perspektivische Ansicht des Zylinderkolbens und einer Radialschiene;
Fig.3A ist ein Schnitt längs der Linie 3a-3a von Figur 3; Fig.4 ist ein Schnitt
längs der Linie 4-4 von Fig.3 und zeigt die Kolbendichtung; Fig.5 ist ein Schnitt
längs der Linie 5-5 von Fig.4; Fig.6 bis 11 sind verschiedene Schnittansichten des
Rotationsmotors nach der Erfindung in aufeinanderfolgenden Winkelstellungen der
exzentrischen Welle im Uhrzeigersinn zwischen 100 und 1600 Der in Fig.1 in Explosionsansicht
dargestellte Rotationsmotor 10 ist als Verbrennungsmaschine ausgebildet, läßt sich
jedoch unter gewissen Abwandlungen auch für Dampfbetrieb, als Luftkompressor oder
als Fluidpumpe ausbilden. Die Funktion des Rotationsmotors ist an Hand der Fig.6
bis 11 erläutert.
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Der Rotationsmotor 10 umfaßt ein Gehäuse 11, das einen zylindrischen,
in
der Mitte liegenden Hohlraum 12 aufweist, und das längs einer Seite offen ist, so
daß die inneren Bauteile eingesetzt werden können. Der Hohlraum 12 ist durch eine
Seitenplatte 13 verschlossen, die mittels sechs Bolzen 14 an dem Gehäuse 11 festgeschraubt
ist, wobei die Bolzen 14 sich durch fluchtende Bohrungen 15 in dem Gehäuse erstrecken
und mittels Muttern 16 festgeschraubt sind, die auf den Enden 14a der Bolzen sitzen.
Auf diese Weise ist die Seitenplatte 13 auf die offene Seite des Gehäuses 11 festgeschraubt,
so daß der Hohlraum 12 geschlossen ist.
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Die feste Seitenwand 17 des Gehäuses 11 hat im mittleren Bereich eine
Schulter 18, die von der Wand in den Hohlraum 12 rechtwinklig vorsteht. Der von
der Schulter umgrenzte Bereich der festen Seitenwand 17 hat eine erste Öffnung 19,
die nach innen in eine größere öffnung 20 übergeht. Dadurch ist zwischen der ersten
Öffnung 19 und der größeren öffnung 20 eine Auflagefläche 21 geschaffen, die sich
rechtwinklig zu den Kanten der Öffnungen erstreckt und eine Seite 24a eines vergrößerten
Durchmesserbereichs 34 eine Abtriebswelle 23 aufnimmt. In der größeren Öffnung 20
liegt ein übliches Rollenlager 22, in das der vergrößerte Durchmesserbereich 24
der Abtriebswelle 23 gelagert ist.
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Die Abtriebswelle 23 weist noch einen zentralen Bereich 25 auf, der
sich von dem vergrößerten Durchmesserbereich 24 nach außen erstreckt, sowie einen
außermittigen Wellenbereich 26, der sich von der der Seite 24a gegenüberliegenden
Seite 24b achsparallel erstreckt. Der zentrale Bereich 25 und der außermittige Wellenbereich
26 erstrecken sich von den gegenüber liegenden Seiten des vergrößerten Durchmesserbereichs
24 parallel zueinander. Zum Zusammenbau des Rotationsmotors 10 wird der zentrale
Bereich 25 der Welle durch die größere Öffnung
20 gesteckt und
in der ersten Öffnung 19 gelagert, wobei der äußere Umfang des vergrößerten Durchmesserbereichs
24 gegen den inneren Laufring des Rollenlagers 22 kommt und die Seite 24a an der
Auflagefläche 21 anliegt. Der außermittige Wellenbereich 26 erstreckt sich also
bis in den Hohlraum 12 und sitzt in einer zentralen Öffnung 28 eines Drehkolbens
27, der im folgenden auch zylindrischer Kolben genannt ist. Dieser Kolben ist axial
auf dem außermittigen Wellenbereich 26 gelagert mittels eines üblichen Rollenlagers
29, das in der zentralen Öffnung 28 sitzt und dessen innerer Laufring den außermittigen
Wellenbereich 26 aufnimmt.
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Die Lagerung des Drehkolbens 27 auf dem außermittigen Wellenbereich
26 begrenzt die Bewegung des Drehkolbens auf eine exzentrische Kreisbahn, dessen
Radius gleich dem Abstand der Mittelachsen des zentralen Bereichs 25 und des außermittigen
Wellenbereichs 26 ist. Im Betrieb wird der Drehkolben 27 von der zylindrischen Wand
31 des Hohlraums 12 derart geführt, daß die Mantelfläche 30 des Drehkolbens an der
zylindrischen Wand 31 abrollt, so daß sich der außermittige Wellenbereich 26 dreht.
Die Bewegung des Drehkolbens 27 auf der exzentrischen Kreisbahn erzeugt also eine
volle Kreisbewegung des außermittigen Wellenbereichs 26, so daß auch die Abtriebswelle
23 gedreht wird.
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Während der Bewegung des Drehkolbens innerhalb des Hohlraums 12 werden
gegenüberliegende Stellen der Mantel fläche 30 des Drehkolbens und der zylindrischen
Wand 31 in und außer Berührung miteinander gebracht, so daß der dazwischenliegende
Bereich sich von dichter Berührung bis zu einer Stelle entsprechend einer vollen
Expansion ändert.
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Der Drehkolben 27 weist sich radial erstreckende Dichtungsplatten
33 auf, die den Zylinderraum zwischen den Drehkolben und der zylindrischen Wand
31 in einzelne Kammern 35a, 35b und 35c unterteilt.
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Die Dichtungsglieder 33 liegen gleitfähig in radialen Schlitzen 32
des Drehkolbens und gleichmcäßig über dem Umfang verteilt. Jeder radiale Schlitz
32 erstreckt sich normal zur Mantelfläche 30 und umfaßt eine Dichtung, die im folgenden
noch beschrieben ist.
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Die Dichtungsglieder 33 umfassen jeweils eine radiale Dichtungsplatte
34 mit einer quer dazu verlaufenden Kopfplatte 36, die an das Ende 34a der Dichtungsplatte
angesetzt ist und über die Mantelfläche 30 des-Drehkolbens hervorragt. Jede Kopfplatte
liegt in einer zugeordneten Ausnehmung 39,39',39", die über den Umfang der zylindrischen
Wand 31 verteilt sind.
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Die einzelnen Kopfplatten 36 sind in Fig.3 im einzelnen dargestellt.
Sie sind schwimmend an den Enden 34a der zugehörigen radialen Dichtungsplatte 34
mittels mehrerer Zapfen 50 befestigt, die in Fig.3 gestrichelt und in Fig.3A mit
ausgezogenen Linien dargestellt sind und die sich von dem Ende 34a aus bis in Bohrungen
36a in der Kopfplatte 36 erstrecken.
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Man erkennt aus Fig.3A, daß die Bohrungen 36a vorzugsweise radial
nach außen ereitert sind, so daß die Kopfplatte 36 geringfügig gegenüber der Dichtungsplatte
34 verkantet werden kann. Zwischen beiden Teilen befinden sich Dichtungsstreifen
51, die in zugeordneten Schlitzen 51a der Kopfplatte 36 liegen und sich über die
gesamte Breite der Dichtungsplatte erstrecken. Wenn die Kopfplatte 36 gegenüber
dem Ende 34a der Dichtungsplatte gekippt wird, so wird immer einer der Dichtungsstreifen
51 zusammengedrückt und sorgt damit für eine Abdichtung zwischen der Kopfplatte
36 und dem Ende der Dichtungsplatte. Es können natürlich mehrere Dichtungsstreifen
51
vorgesehen sein entlang jeder Seite der Dichtungsplatte 34, um einen Schutz zu bieten
gegen den Ausfall einer Dichtung. Die Konstruktion der Kopfplatte und des Endes
34a der Dichtungsplatten unter Einbeziehung von Dichtungen 51 ermöglicht ein Verkanten
der Kopfplatten 36 aus der Normallage, ohne daß die Dichtung unterbrochen wird.
Die Kopfplatte 36 wird daher gegen die Oberfläche der zugeordneten Ausnehmung 39,39',39"
gehalten, selbst wenn eine Kopfplatte 36 in bezug auf die Dichtungsplatte 34 verkantet
wird, etwa bei der Hin- und Zurückbewegung der Dichtungsglieder 33 während der Bewegung
des Drehkolbens 27 entlang der exzentrischen Kreisbahn.
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Das dem Ende 34a gegenüberliegende Ende 34b der Dichtungsplatte 34
hat einen Fuß 37, der im rechten Winkel zu der Dichtungsplatte befestigt ist. Der
Fuß 37 gleitet in Berührung auf Gleitflächen 38 hin und zurück, die um den äußeren
Umfang der Schulter 18 angebracht sind.
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Die Bewegung des Drehkolbens 27 längs der Kreisbahn bewegt die radialen
Schlitze 32 in bezug auf die radialen Dichtungsplatten 34 auf und ab. Außerdem werden
die Füße 37 zwischen der festen Seitenwand 17 und einer gegenüberliegenden Fläche
eines zurückgesetzten Bereichs 27c des Drehkolbens 27 über die betreffende Gleitfläche
38 bewegt. Die Kopfplatte 36 bewegt sich dabei über eine ebene Oberfläche 39a der
betreffenden Ausnehmung 39, 39', 39" der zylindrischen Wand 31.
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Die Gleitflächen 38 sollten dabei die gleiche Länge haben wie die
Oberfläche 39a der Ausnehmungen 39, und beide Flächen sollten parallel zueinander
verlaufen.
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In den Oberflächen 39a der Ausnehmungen 39,39' und 39" sind Einlaßöffnungen
40a und Auslaßöffnungen 40h vorgesehen, die
in bestimmter Weise
durch die Bewegung der Kopfplatten 36 während der Drehbewegung des Drehkolbens 27
geöffnet und geschlossen werden. Die einzelnen Kopfplatten 36 arbeiten also als
Ventile zum öffnen und Schließen der Einlaß- und Aus daß öffnungen 40a bzw. 40b
in bezug auf die Kammern 35a, 35b und 35c.
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Wie bereits erwähnt, erzeugt der Rotationsmotor 10 an der Abtriebswelle
aufgrund der Verschiebung des Drehkolbens 27 in bezug auf die zylindrische Wand
31 eine Drehbewegung. Dies erfolgt durch ein beliebiges Fluid, das sich zwischen
der Mantelfläche 30 und der zylindrischen Wand 31 ausdehen kann und daher den Drehkolben
27 in eine exzentrische Kreisbewegung bringt, so daß sich der außermittige Wellenbereich
26 und daher auch der zentrale Bereich 25 der Welle drehen. Das expandierende Fluid
widd- natiirlich innerhalb der einzelnen Kammern 35a,35b und 35c, wobei die Abdichtung
erfolgt durch die Dichtungsstreifen 51, durch Radialdichtungen 52 an den Stirnseiten
der Dichtungsplatten 34 und durch Drehkolbendichtungen 53, die weiter unten noch
erläutert sind. Als expandierendes Fluid dient eine Brennstoff-Luftmischung innerhalb
der einzelnen Kammern 35a,35b und 35c. Die Verbrennung wird durch Zündfunken an
den Zündkerzen 41 eingeleitet, welche in Zündkerzenbohrungen 42 der einzelnen Kam;
in angeschraubt sind. Die Zündung in den einzelnen Kammern ist zeitlich synchronisiert,
so daß die Mantelfläche 30 des Drehkolbens von der zylindrischen Wand 31 der gerade
gezündeten Kammer fortgedrückt wird, wobei diese Bewegung durch den Drehkolben 27
in eine exzentrische Kreisbewegung umgewandelt wird, die zu einer Drehung der Abtriebswelle
23 führt.
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Anstatt der aufeinanderfolgenden Verbrennung eines Brennstoff-Luftgemisches
in den Kammern können natürlich auch
andere expandierenden Medien
verwendet werden, etwa Dampf oder ein Druckfluid. Gei Verwendung eines anderen Antriebsmittels
kann es jedoch erforderlich sein, die Einlaß- und Auslaßöffnungen 40a hzw. 40b anders
anzuordnen.
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Es sei hier erwähnt, daß das aufeinanderfolgende Einleiten eines expandierenden
Mediums in die Kammern 35a,35b und 35c Kräfte erzeugen kann, die dazu neigen, den
Drehkolben 27 zu verkanten, so daß derselhe um sein Lager auf dem außermittigen
Wellenbereich 26 taumelt. Um eine derartige unerwünschte Bewegung des Drehkolbens
zu vermeiden, sind im Abstand voneinander angeordnete Gegendrucklager 43 vorgesehen,
die sich von einer Seitenfläche 27b des Drehkolbens 27 achsparallel nach außen erstrecken
und Längskreisbahnen 44 in Reibungsberührung in Zylinderbohrungen der Seitenplatte
13 bewegen.
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Wie am besten aus Fig.2 zu erkennen ist, besteht jedes Gegendrucklager
43 aus einem Vorsprung 45, der sich normal zur Seitenfläche 27b von dieser aus nach
außen erstreckt.
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Auf dem Vorsprung ist eine Walze 46 gelagert, die axial durch einen
Zapfen 47 gehalten wird, der in Längsrichtung in das Ende 45a des Vorsprunges 45
eingefügt ist und dessen äußerer Umfang mit der Walze 46 in Berührung kommt. Letzterer
ist so ausgebildet, daß sie die Kreisbahn 44 bei der Bewegung des Drehkolbens 27
berührt.
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Die Radialdichtungen 52 und die Drehkolbendichtungen 53 sind so ausgebildet,
-daß sie zusammen mit den Dichtungsgliedern 33 und den Drehkolben 27 eine Abdichtung
der Kammern 35a, 35b und 35c ergeben. Die Radialdichtungen 52 sind gemäß den Fig.2
und 3 vorzugsweise in Längsnuten 52a in den gegenüberliegenden Stirnflächen 34c
der Dichtungsplatten 34 untergebracht und durch eine Blattfeder 52b nach außen vorgespannt,
so daß sie an der festen Seitenwand 17 und der inneren Oberfläche der Seitenplatte
13 anliegen. Die Drehkolbendichtungen
53 sind ähnlich wie die Radialdichtungen
52 durch Blattfedern 53a nach außen vorgespannt und liegen in bogenförmigen Nuten
53b (Fig.3 und 4), die in den gegenüberliegenden Stirnflächen 27a und 27b des Drehkolhens
27 eingearbeitet sind, und in Nuten 53c, die sich über die Breite der radialen Schlitze
32 erstrecken. Die Drehkolbendichtung 53 ist aus Rechteckp rofildichtungen hergestellt
mit ineinandergreifenden Kanten 53d (Fig.5), die überlappend mit Gleitsitz aneinanderliegen,
so daß eine Ausdehnung der Drehkolbendichtung 53 unter der Wirkung der Blattfedern
53a die Berührung der Dichtungen mit den Wänden des Hohlraumes 12 bewirkt, und eine
Berührung mit den radialen Dichtungsplatten 34 in den radialen Schlitzen 32. Während
dieser Dehnbewegung wird die Abdichtung einer Drehkolbendichtung durch die übereinandergreifenden
Kanten 53d aufrechterhalten, so daß das Arbeitsfluid nicht durchtreten kann.
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Wie am besten aus den Fig.l und 2 zu erkennen ist, ist der Drehkolben
27 vorzugsweise hohl und hat einen durchgehenden zentralen Raum 55. Dadurch wird
die Metallmasse des Drehkolbens verringert, so daß die Trägheitskräfte bei der Bewegung
desselben längs der exzentrischen Kreisbahn herabgesetzt werden. Außerdem läßt sich
dieser zentrale Raum in den Ö1-kreislauf einbeziehen, indem Öl durch denselben geführt
wird, um den Drehkolben zu kühlen, als auch die sich bewegenden Teile zu schmieren.
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Das Schmiersystem umfaßt eine Längsbohrung 56, die in Fig.l gestrichelt
dargestellt ist und sich durch den außermittigen Wellenbereich 26 und teilweise
durch den vergrößerten, Durchmesserbereich 24 erstreckt. Diese Längsbohrung steht
an ihrem offenen Ende 56a mit dem Ende einer ölzuflußleitung 57 in Verbindung. Von
der Längsbohrung 56 gehen im Bereich
des außermittigen Wellenbereichs
26 und des vergrößerten Durchmesserbereichs 24 Radialbohrungen 58a und 58b ab.
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Die Rollenlager 29 und 22 sind ebenfalls mit Bohrungen 59a bzw. 5b
versehen, um einen Öldurchtritt ausgehend von den Radialbohrungen 58a und 58b zu
ermöglichen. Der Ölfluß durch die Radialbohrungen 58a verläuft bis in das Rollenlager
29 und schmiert dieses, wobei eine gewisse Ölmenge durch Bohrungen 60 in den zentralen
Raum 55 des Drehkolbens gelangt und in diesem umfließt und Warme aufnimmt und sodann
durch eine Öffnung 61 in dem zurückgesetzten Bereich 27c der Seitenfläche 27a hinausgelangt.
Das aus dem Drehkolben 27 austretende öl gelangt in den Hohlraum 12, und zwar zwischen
die Schulter 18 und die Wände des zurückversetzten Bereichs 27c des Drehkolbens,
wobei es zugleich zur Schmierung und Kühlung der sich bewegenden Teile dient. Darnach
fließt es durch ein Abflußloch 62 in der festen Seitenwand 17 ab. Das Abflußloch
62 ist mit einer Ölrückflußleitung 63 verhunden, die in einem Ölsumpf und Kühler
64 miP'-12t, in dem das Öl gekühlt und durch ein Gitter- 64a gefilLe -,zird. -aufhin
gelanat es zum Einlaß 65a einer Ölpumpe 65. Diese drückt das Öl wieder durch die
Ölzuflußleitung 57 in den Rotationsmotor.
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Das Öl fließt nicht nur in und durch den Drehkolben 27, sondern auch
durch die Radialbohrungen 58b in den vergrößerten Wellenbereich 24 und schmiert
das Rollenlager 22 und den angrenzenden zentralen Bereich 25 sowie ein nicht dargestelltes
Lager, das mit diesem Bereich zusammenwirkt, und fließt dann durch das Rollenlager
22 in einen Teil des Hohlraums 12 und zurück durch das Abflußloch 62.
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Die Lä.ngsbohrung 56 kann natürlich auch weiter durchlaufen in den
zentralen Bereich 25, und in diesem können weitere
Radialbohrungen
vorgesehen sein, um dns '- lntel ' nche der Welle zu schmieren oder irgendwelche
mit diesem zusammenwirkende Lager. Die Längsbohrung 56 kann auch bis in die Abtriebswelle
23 fortgesetzt sein, wobei dann eine ölrückflußleitung an das Ende des zentralen
Bereichs 25 angeschlossen sein kann.
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Der Rotationsmotor 10 wird durch Zusammenbau der in Fig.1 dargestellten
Teile hergestellt, indem die radialen Dichtungsplatten 34 in die einzelnen radialen
Schlitze 32 eingefügt werden, wobei die Kopfplatten 36 an den zugeordneten ebenen
Oberflächen 39a der betreffenden Ausnehmungen 39,39',39" anliegen und die Füße 37
innerhalb des zurückgesetzten Bereichs 27c des Drehkolbens 27 liegen und in Berührungmit
einer zugeordneten Gleitfläche 38 kommen. Die Bewegung des Drehkolbens 27 längs
einer Kreisbahn bewegt die einzelnen Füße 37 auf der Gleitfläche 38 hin und zurück
und die Kopfplatte 36 auf der ebenen Oberfläche 39a der Ausnehmung 39 hin und zurück
und bewirkt dadurch ein Öffnen und Schließen der Einlaß- und Auslaßöffnungen 40a
hzw. 40b.
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Die Fig.6 bis 11 zeigen den Rotationsmotor in verschiedenen Betriebszuständen,
und zwar zeigt Fig.6 den Beginn eines Verbrennungszyklus in der Kammer 35a, wobei
die Achse des zentralen Bereichs 25 mit der Achse des außermittigen Welle lenbereichs
26 einen Winkel von 10° gegenüber Ordinate bildet, die durch die Ausnehmung 39 verläuft.
Es sei angenommen, daß ein Brennstoff-Luftgemisch in der Kammer 35a komprimiert
worden ist, wobei die angrenzenden Kopfplatten 36 als Ventile wirken und die Einlaßöffnung
40a in der ebenen Oberfläche 39a der Ausnehmung 39 verschlossen haben. Die Mischung
in der Kammer 35a wird dann mittels der Zündkerze 41 gezündet.
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Fig.7 zeigt, daß die Abtriebswelle 23 sich durch die Wirkung des in
der Kammer 35a gezündeten Gemisches im Uhrzeigersinn um 30° weitergedreht hat, so
daß also die Achse des zentralen Bereichs 25 mit der Achse des außermittigen Wellenbereichs
26 einen Winkel von 40° gegenüber der Ordinate bildet.
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Das expandierende Gas bewirkt in dieser Phase d~ Zyklus, daß der Drehkolben
von der zylindrischen Wand 31 wegbewegt wird, wodurch eine Drehung der Abtriebswelle
23 im Uhrzeigersinn hervorgerufen wird.
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Die Fig.8 bis 10 zeigen den Zustand des Rotationsmotors bei einer
Winkellage der Achse des außermittigen Bereichs 26 von 70, 100 bzw. 130°, wobei
sich die Mantelfläche 30 des Drehkolbens immer mehr von der zylindrischen Wand 31
entfernt, während die inlaßöffnungen 40a und Auslaßöffnungen 40b noch geschlossen
bleiben.
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Fig.11 entsprechend einem Drehwinkel des außermittigen Wellenbereichs
26 von 1600 zeigt die Kammer 35 voll geöffnet.
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In diesem Zustand hat sich der Drehkolben praktisch bis in seine äußerste
Entfernung von der Mantelfläche 31 an der Ausnehmung 39 wegbewegt, und die Kopfplatte
36 beginnt sich von der Auslaßöffnung 40h der Kammer 35a wegzubewegen, so daß die
Gase ausströmen können.
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Eine weitere Drehung der Abtriebswelle 23 bringt die Mantelfläche
30 des Drehkolhens wieder näher an die zylindrische Wand 31 im Bereich der Ausnehmung
39 und öffnet die Auslaßöffnung 40b in der Ausnehmung 39' ganz, wonach die Verbrennun'gase
ausgestoßen werden. Bei einer weiteren Drehung wird die Kopfplatte von der Einlaßöffnung
40a der Ausnehmung 39 weggleiten, so daß durch diese ein Brennstoff-Luftgemisch
hineingelangen kann, und die Auslaßöffnung 40b in der Ausnehmung 39' wird wieder
verschlossen. Das angesaugte
Brennstoff-Luftgemisch wird sodann
bei weiterer Bewegung des Drehkolbens komprimiert, bis der außermittige Wellenbereich
26 wieder eine Lage von 10° geqenüber der Ordinaten eingenommen hat, woraufhin der
ganze Zyklus wieder von neuem beginnt.
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In ähnlicher Weise wie oben beschrieben, -erfolat auch in den Kammern
35b und 35c ein ähnlicher Funktionsablauf, wobei die Verbrennung aufeinanderfolgend
in den einzelnen Kammern erfolgt. Diese aufeinanderfolgende Verbrennung wird durch
die Zündkerzen 41 eingeleitet, die in bestimmter Weise gesteuert sind. Die Zündung
erfolgt, wenn der Drehkolben 27 eine bestimmte optimale Lage in bezug auf die betreffende
Kammer erreicht hat.
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Die Herstellung eines Brennstoff-Luftgemisches kann in üblicher Weise
mittels Vergasern erfolgen und ist daher weiter nicht dargestellt.
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Wenn der Rotationsmotor nicht als Verbrennungsmaschine betrieben werden
soll, sondern mittels Dampf oder einem Druckfluid, müssen gewisse Änderungen vorgenommen
werden. Der Ö1-kreislauf, die radialen Dichtungsglieder mit den Kopfplatten und
die Dichtungen können jedoch in jedem Fall beibehalten werden.
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Gemaß Fig.1 sind im Abstand voneinander angeordnete Öffnungen 66 in
dem Gehäuse 11 und der Seitenplatte 13 vorgesehen, die zum Aufnehmen eines Kühlmittels
dienen.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Dichtungsglieder
33 vorgesehen, durch die der Hohlraum 12 in drei Kammern 35a, 35b und 35c unterteilt
ist. Es können natürlich auch mehr oder weniger als drei Dichtungsglieder
vorgesehen
sein.
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Statt eines Hohl raumes 12 und eines Drehkolbens können auch mehrere
derartige Einheiten hintereinander angeordnet sein und auf eine gemeinsame Abtriebswelle
arbeiten.
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Das sich bewegende Teil 27 ist der Einfachheitbalber als Drehkolben
bezeichnet, obwohl es tatsächlich eine komplizierw tere Bewegung vollftihrt, die
sich praktisch beschreiben läßt, als eine Bewegung, bei der jeder Punkt des Drehkolbens
27 eine Kreisbewegung vollführt und die Richtungsvektoren dieser Bewegung für alle
Punkte gleichgerichtet sind.