DE2546817A1 - Rotations-verbrennungsmotor - Google Patents

Rotations-verbrennungsmotor

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DE2546817A1
DE2546817A1 DE19752546817 DE2546817A DE2546817A1 DE 2546817 A1 DE2546817 A1 DE 2546817A1 DE 19752546817 DE19752546817 DE 19752546817 DE 2546817 A DE2546817 A DE 2546817A DE 2546817 A1 DE2546817 A1 DE 2546817A1
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valves
pistons
toric
piston
shaft
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DE19752546817
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English (en)
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Anthony Josef Wenzel Krems
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KREMS ANTHONY JOSEF WENZEL BONDI BEACH
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KREMS ANTHONY JOSEF WENZEL BONDI BEACH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C11/00Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type
    • F01C11/002Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of similar working principle
    • F01C11/004Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of similar working principle and of complementary function, e.g. internal combustion engine with supercharger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/40Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and having a hinged member
    • F01C1/46Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and having a hinged member with vanes hinged to the outer member

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  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Description

  • Rotations-Verbrennungsmotor
  • Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor nach Art eines Rotations-Motors mit gekoppelten, gleichsinnig innerhalb eines raumfesten Gehärses umlaufenden Kolben.
  • Die verschiedenen Versuche zur Konstruktion von Motoren dieser Art haben nur begrenzten Erfolg g@habt. Beispielsweise ist der M@tor nach der USA-Patentschrift 1 180 747 nicht genau zcitlich zu ste@ern, so daß der Motor bei niedrigen Geschwindigketten unruhig läuft. Dies folgt dara@s, daß die Luft in dieser Motor zunächst getrennt komprimiert und vorgcheizt wird und dann unmittelbar in die Brennkammer eingeblasen wird, in der durch die hohe Tcmperatur Zündung bervorgerufen wird. Weiterhin werden bei der in dieser Dr@ckschrift offenbarten Ausführung die zugeführte Heißluft und der @@geführte Brennstoff nicht richtig durchmischt. Der in der USA-Patentschrift 1 688 816 offenbarte Verbrennungsnotor leidet unter dem Nachteil geringer Dichth@it, besonders an den Außenenden des kcilföriiiigen Rotors gegenüber d@m Gehäuse. In dem Motor nach der USA-Patentschrift 2 110 524 treten starke Reibungsverluste auf, und entsprechend zwei ist die Abnutzung der Getriebeteile, denn die Zylinder und Kolben arbeiten in entgegengesetzten Richtungen und ihre einsinnige Bewegung wird mittels eines Zahnradgeleges orhalten. Diese Anordnung besitzt Durchgangsventile, deren Aufbau denen ähnlic@ ist, die bei einem Motor nach der Erfindung verwendet werden, sie werden jedoch dort für einen anderen Zweck eingesetzt.
  • Die Aufgabe der Erfindun besteht demgemäß darin, einen Verbrennungsmotor der vorgenannten Art zu schaffen, der unter allen Bedingungen gleich ruhig läuft und hinreichend dicht ist, bei dem Brennstoff nd Luft ausreichend durchmischt werden nd bei dessen Betrieb keine oder nur geringe Reibungsverluste auftreten.
  • Erfindtmgsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Paar nebeneinander auf einer gemeinsamen Welle angeordneter Zylinderkammern torischer Gestalt, in denen die Welle gelagert ist, vorgesehen ist, daß wenigstens ein Paar starr verbundener, gegenüberliegend angeordneter torischer Kolben gleitbeweglich in jeweils eine Zylinderkammer eingepaßt ist, daß die Zylinderkammern durch ein Paar gegenüberliegend angeordneter Rohrleitungen verbunden sind, über die mittels zeitgesteuerter Vorrichtungen die Gasfüllungen austauschbar sind, die in der ersten Zylinderkammer komprimiert und in der zweiten Zylinderkammer nachfolgend gezündet und expandiert werden, so daß mit Jeden Umlauf jeweils zwei vollständige Verbrennungszyklen ablaufen, daß die Fvolbenpaare in der Weise gekoppelt sind, daß ein Kolbenpaar von dem anderen antreibbar ist, daß die Zylinderkammern zeitlich gesteuerte, rasch öffnende und schließende Ventile aufweisen, die mittels einer Drehbewegung uln eine parallel zu der Welle verlaufende Achse betätigbar sind und in radialer Richtung auf einem Teiler eis angeordnet sind, der die Mittellinie des Umfangs jeder Zylinderkammer scnneidet, daß Nockenmittel zur Betätigung der Ventile vorgesehen sind, mittels derer die Ventile zu einem bestimmten Zeitpunkt in eine offene Stellung, in der der jeweilige Kolben durch eine vorrübergehend fluchtende Öffnung des Ventils gerade hindurchtreten kann, und in Abwesenheit des Kolbens in eine geschlossene Stellung einstellbar sind, daß für die Zeitsteuerung der Ventile ein außerhalb der Zylinderkammern und mit der Welle drehbar angeordneter, scheibenförmiger Nockenträger vorgesehen ist und daß von den Nocken mitteln betätigbare, außerhalb der Ventile angeordnete Mitnehmer vorgesehen sind, mittels derer die daran zwangsschlüssig anliegenden Ventile um einen Winkelbetrag nahe 900 von der offenen in die geschlossene Stellung verschwenkbar sind.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Motor sind daher zwei parallel auf einer Welle angeordnete torische Kammern vorgesehen 1 deren eine als Kompressionskammer und deren Seite als Brenn- und Expansionkammer dient, in der die Bewegungsenergie erzeugt wird. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Kolben in der zweiten Kammer die Kolben der Kompressionskammer antreiben.
  • Das wird dadurch erreicht, daß die Kolbenanordnung in den beiden torischen Zylinderkammern versetzt gegeneinander wI-laufen, so daß jeder der Kolben in der Brennkammer gegenüber dem zugehörigen Kolben in der Kompressionskammer "vorläuft".
  • Zweckmäßigerweise ist bei dem erfindungsgemäßen Motor jede Rohrleitung zwischen ihren Enden mit einem Tellerventil verselten, wobei zeitgesteuerte Betätigungsmittel aus einem Schwenkarm und einem mit der Welle umlaufenden Nocl;cn vorgesehen sein können. Durch diese Tellerventile werden die beiden Zylinderkammern miteinander verbunden oder getrennt; je nach der zeitlichen Steuerung dieser Ventile erfolgt in der ersten Zylinderkammer der Ansaugvorgang und die Kompression, dem sich tmmittelbar darauf die Expansion in der zweiten Zylinderkammer und der Ausschub daraus anschlienen. Pro Umlauf der Kolbenpaare in den Zylinderkammern pferden zwei solche Arbeitsvorgänge ausgeführt. In der Brennkammer erhält daher jeder Kolben zwei-.lal bei jedem Umlauf einen Stoß.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor kann jedes Kolbenpaar am Umfang einer Kreisscheibe angeordnet sein, die gegen radial dazu angeordnete Seitenwangen der jeweiligen torischen Kammer abgedichtet ist; dabei können die torischen Kammern aus identischen Hälften bestehen, die am Umfang aneinander und an in axialer Richtung vorgesehenen Abstandshaltern befestigt sind. Es können aber auch die Zylinderkammern nach Größe und Gestalt und im einzelnen identisch ausgebildet sein. Eine solche Ausbildung der wesentlichen Teile des Motors erleichtert und verbilligt ihre I-Ierstellung.
  • Vorteilhafterweise kann für die torischen Kammern des erfindungsgekten Verbrennungsmotor ein Luftlühlungsmittel In Form von Blendenflügeln an einen mit der Welle drehbaren Flügelrad vorgeselen iein. Eine solche Anordnung empfiehlt sich besonders für die Brennkammer.
  • Ein Ausführungsbeis@i@l der Erfindung ist in der Z@ichnung dargestellt und wird nachfolgend anhand der Abbildung und Bez@gszeichen im einzelnen erläutert und beschrie@en. Es zeigen Figur 1 eine perspektivische Ansicht der wesentlichen Teile des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors; Figur 2 einen Schnitl des Verbrennungsmotor nach Fig. 1 in einer axialen Ebene, sewie teilweise in Aufsicht einen Teil der Rohrleitung darin; Figur 3 in perspektivischer Sicht eines der Durchgangsventile in offener und Figur 4 das gleich@ V@ntil in geschlossener Stellung.
  • Wie sich aus den Z@ichnungen ergibt, ist die torisc@@ Zylinderkammer 1 (das ist die Kompressionskammer) koaxial @@ der torischen Zylinderkammer 2 (das ist die Brennkammer) an einer Welle 3 angeordnet.
  • Wie Fig. 1 zeigt, sind die torischen Zylinderkammern im wesentlichen von gleicher Größe. Es kann aber gegebenenfalls auch die Brennkammer ein größeres oder kleineres Volumen als die Kompressionskammer haben, je nach dem, wie groß das "Kompressionsverhältnis" des Motors gewählt wird.
  • Jede der beiden torische Zylinderkammern kann ans identisch ausgebildeten Gußteilen oder auch anders so aufgebaut werden, daß darin ein "Zylinderraum" frei bleibt, wenn die Außenflansche in geeigneter Weise aneinander befestigt werden, z.B. durch (nicht dargestellte) Bolzen, die sich axial zwischen den torischen Zylinderkammern erstrecken und durch Gewindeteile und Muttern an den Flanschen befestigt sind. Dabei ist ohne weiteres crsichtlich, daß im wesentlichen @dentisch ausgebildete Zylinderkammern am wirtschaftlichsten herzustellen sind.
  • Am Umfang einer Scheibe oder Platte 13 der torischen Zylinderkammer 1 ist ein Paar von diametral entgegengesotzten Kolben 11 und 12 angeordnet; die Scheibe oder Platte wird durch Ringe 43 gegen die radial angeordneten Seitenwangen 41 und 41 a der torischen Zylinderkammer abgedichtet. Die Kolben laufen in dem Zylinderraun um und sind in bekannter Weise d@rch Kolbenringe in diesen Raum eingepaßt. Ein ähnliches Paar von Kolben wie 14 ist umfangsmäßig an einer ähnlichen Sch@ibe oder Platte 15 der torischen Zylinderkammer 2 angeordnet.
  • In der N.ihc des oberen Endes der torischen Zyl.i.nderkalnmer 1 ist ein erstes Durchgangsventil 4 befestigt, und ein entsprechendes Durchgangsventil 5 ist diametral entgegengesetzt an dem abgewandten unteren Ende der torischen Zylinderkammer 1 angeordnet.
  • Eine überbrückende Rohrleitung 6 verbindet die torischen Zylinderkammern 1 und 2 über ein Ventil 7, das beispielsweise als ein Tellerventil bekannter Art ausgebildet ist. Entsprechend ist eine iiberbrüc7Xende Rohrleitung 8 zu der Rohrleitung 6 diarretral entgegengesetzt angeordnet und in ähnlicher Weise mit einem Tellerventil 9 versehen.
  • Nahe dem oberen Ende der Brennkammer 2 ist ein ihnliches Durchgangsventil 10 in einer solchen Stellung vorgesehen, daß die benachbarten Durchgangsventile 4 und 10 um etwa gleiche radiale Abstände gegen die Rohrleitung 6 versetzt sind. An der Unterseite der torischen Zylinderkammer 2 ist ein weiteres Durchgangsventil 23 diametral entgegengesetzt z@ dem Durchgangsventil 10 vorgesehen, das ebenfalls gegenüber dem benachbarten Durchgangsventil der Kompressionskammer versetzt ist. Die Durchgangsventile in beiden torischen Zylinderkammern sind nur geöffnet, um die Kolben hindurchtreten zu lassen, und schließen unmittelbar danach wieder.
  • Man erkennt, daß die benachbarten Paare von Durchgangsventilen gegen die Rohrleitung in entgegengesetzter Weise versetzt sind wie die entsprechenden benachbarten Kolbenpaare. (vergleiche z.B. die in Fig. 1 dargestellten relativen Stellungen der benachbarten Durchgangsventile 4 und 10 mit den Stellungen der benachbarten Kolben 11 und i4).
  • In der folgenden Darstellung der Arbeitsweise des Verbrennungsmotors wird willkürlich ein Ausgangspunkt angenommen, ZU dem im ersten Zyklus in der torischen Zylinderkammer 1 der Kolben 11 in der durch den Pfeil 16 angedeuteten Richtung von der Einlaßöffnung 17 her kommt und so in Bezug auf das davor befindliche Gas einen Kompressionshub beginnt, der in Bezug auf das dahinter befindliche Gas ein Ansaughub ist.
  • (Das heißt, der Kolben zieht hinter sich durch die Einlaßöffnung eine Gasfüllung ein). In diesem Stadium sind alle Durchgangsventile in beiden torischen Zylinderkamnern geschlossen und in die in Fig. 4, die weiter unten beschrieben wird, gezeigte Stellung verdreht.
  • Unter der Wirkung des Kolbens 11 wird das Gas zwischen dem Kolben 11 und dem geschlossenen Durchgangsventil 4 komprimiert und in die Rohrleitung 6 gedrückt. Der Kolben 11 bewegt sich weiter auf das Durchgangsventil 4 zu, das sich bei Annähening des Kolbens in seine in Fig. 3 gezeigte Offenstellung verdreht und somit den Kolben 11 hindurchtreten läßt. Gleichzeitig öffnet sich in ähnlicher Weise das Durchgangsventil , und der Kolben 12 tritt hindurch, wonach sich das Durchgangsventil wieder schließt. In diesem Stadium wird das Gas, das sich vorher hinter dem Kolben 11 befand, zunehmend durch den Kolben 1,2 komprimiert, und es beginnt ein neuer Zyklus.
  • Bis dahin wurde lediglich der Anfang eines Zyklus in der oberen Hälfte der torischen Zylinderkammer i betrachtet.
  • Gleichzeitig damit ist in der unteren Hälfte der torischen Zylinderkammer 1 ein gleicher Ablauf eingetreten. Das heißt, auch der Kolben 12 hat mit gleichwirkenden Folgen einen Kompressionshub begonnen, der auch ein Ansaughub ist. Daher bewirken entsprechende Bedingungen in und nahe der oberen Rohrleitung 6 und der unteren Rohrleitung 8, daß beide hinter den Kolben 12 und 11 gezogenen bzw. von den Kolben 11 und 12 geschobenen Gasströme gleichzeitig die Rohrleitungen füllen und so (nach Öffnung der Tellerventile, wie weiter unten beschrieben. wird) die Gasfüllung unter Druck an die jeweiligen Einlaßöffnungen 19 und 20 der torischen Zylinderkammer 2 liefern.
  • Unmittelbar bevor der Kolben 11 an dem Eingang zu der Rohrleitung 6 vorbeiläuft, öffnet das Tellerventil 7 und läßt das vorkomprimierte Gas in die torische Zylinderkammer 2 ZU einer Zeit eintreten, zu der der Kolben 14 gerade an der Einlaßöffnung 19 vorbeigelaufen ist. Das Tellerventil schließt dann wieder. Zu dieser Zeit ist auch das obere Durchgangsventil 10 in der torischen Zylinderkanuner 2 geschlossen (kurz zuvor ist der Kolben 14 hindurchgetreten).
  • Nach Schließen des Tellerventils , verdreht nur sehr kurze Zeit, nach der die Zündkerze 21 zündet, so daß sich die Füllung hinter dem Kolben 14 entzündet und diesen Kolben in Richtung des Teiles 22 vorwärtstreibt. Gleichzeitig verläuft ein ähnlicher Vorgang in der unteren Hälfte der torischen Zylinderkammer 2, in der eine entsprechende Zündkerze 40 zündet. Der Vorgang, durch den der Kolben 14 nach unten getrieben wird, setzt sich fort bis dieser Kolben das untere Durchgangsventil 23 erreicht; in diesem Augenblick öffnen sich beide Durchgangsventile 10 und 23.
  • Der Kolben 14 tritt durch das Durchgangsventil 23 hindurch, während der gegenüberliegende Kolben 14 durch das Durchgangsventil 10 hindurchtritt.
  • Während der Zeit, während der der Kolben 14 durch die Expansion der gezündeten Gasfüllung vorwärts getrieben wurde, wurde die vor dem Kolben befindliche Gasfüllung durch die Ausschubleitung 24 ausgetrieben, da das davorliegende untere Durchgangsventil 23 geschlossen war. Ein ähnlicher Vorgang läuft natürlich an der diametral gegenüberliegenden Seite der torischen Zylinderkammer 2 ab, wo das vor dem anderen Kolben 14 befindliche verbrauchte Gas durch die entgegengesetzt angeordnete Ausschubleitung ausgetrieben wird, da das davorliegende obere Durchgangsventil 10 geschlossen ist.
  • Weitere (nicht gezeigte) Tellerventile befinden sich stromaufwärts von den Einlaßöffnungen 17 und 18 und verhindern ein Zurückdriicken der entsprechenden Gase.
  • Man erkennt, daß die Überleitung der Gase von der torischen Zylinderkammer i in die torische Zylinderkammer 2 über die entsprechenden Rohrleitungen 6 und 8 gleichzeitig erfolgt und daß die beiden Zündkerzen 21 und 40 in der torischen Zylinderkammer 2 gleichzeitig zünden. Weiterhin sind alle Durchgangsventile unmittelbar vor der Zündung und während der Überleitung des Gases von der torischen Zylinderkammer 1 in die torische Zylinderkanuner 2 geschlossen.
  • Die zeitliche Abfolge der beiden Zyklen, die gleichzeitig in beide torischen Zylinderkammern ablaufen, läßt sich dther l.ie folgt darstellen: (a) Die Kolben in der Kompressionskar.imer drücken das Gas in die Rohrleitung (alle Durchgangsventile sind geschlossen).
  • (b) Die Tellerventile öffnen gerade in der Augenblick, in de die Kolben der Kompressionskammer sich den Rohrleitungen nähern und die Kolben in der Brennkammer an den Rohrleitungen vorbeigelaufen sind.
  • (c) Die Tellerventile schließen nach Überführung des Gases, hinter den umlaufenden Kolben der Brennkammer werden die Zündfunken erzeugt, und die Kolben in der Brennkammer werden vorwärts getrieben, wodurch die zentrale Welle lerdreht wird.
  • Die notwendigerweise rasche Betätigung der drehbaren Durchgangsventile erfolgt durch einen scheibenförmigen Nockenträger wie 25 mit Nocken, die so ausgebildet sind, daß sie Mitnehmern anliegen, die an der Außenseite der Durchgangsventile der torischen Zylinderkammer 1 angeordnet sind, welche selbst so ausgebildet sind, daß die Ventilkörper der betreffenden Durchgangsventile dadurch verdreht werden. Die Nockenprofile haben die Form eines "kurzen" Profils wie 26, mittels derer die Ventile geöffnet und über eine vergleichsweise kurze Zeitdauer offengehalten werden, und eines "langen" Profils 27, mittels derer die Ventile geschlossen und über eine vergleichsweise lange Zeitdauer geschlossen gehalten werden. So liegt ein Mitnehmer wie 28 zwangsläufig entlang seiner Fläche 30 (Fig. 3) dem Nocken 27 an und bewirkt dadurch eine Verdrehung des Ventilkörpers 31 um seine Achse 32 in die geschlossene Stellung, in der der Ventilkörper über eine vergleichsweise lange Zeitdauer gehalten wird. Jedoch liegt nach Erreichen des Endes des Nockens 27 der Mitnehmer 28 an seiner anderen Seite sehr rasch dem Nocken 26 a entlang der Fläche 29 eng und gleitbeweglich an, wodurch der Ventilkörper 31 um die Achse 32 in die in Fig. 3 dargestellte offene Stellung verdreht und in dieser über eine vergleichsweise kurze Zeitdauer gehalten wird. Der Mitnehmer 2 wird daher abwechselnd an gegenüberliegenden Seiten angegriffen und dadurch zwangsläufig in eine Stellung gestoßen, in welcher er in gleitbeweglicher, flächenhafter Anlage mit einem Nocken ist bis er in die andere Winkelstellung gestoßen wird, in der eine ähnliche flächenhafte Anlage an dem nächstfolgenden Nocken bestcht. Der Nockenträger 25 ist unniittelbar über die Welle 3 mit der die Kolben tra-..enden Scheibe in der benachbarten torischen Zylinderkammer 1 verbunden, so daß im EnddEekt Jeder Nocken mit seinem zugehörigen Kolben in Verbindung steht itnd gleichförmig mit ihm umläuft.
  • Der Nockenträger 38 zwischen den torischen Zylinderkammern betätigt ähnliche Mitnehmer an den Innenseiten der Durchgangsventile beider torischer Zylinderkammern.
  • Eine ähnliche Zeitsteuerung erfolgt über den Nockenträger 33, der auf Mitnehmer an den Außenseiten der Durchgangsventile der torischen Zylinderkammer 2 einwirkt und an dessen Umfang ein Nocken 34 so ausgebildet ist, daß er einem Schwenkarm 35 anliegt, der in Bezug auf diesen Nocken als Mitnehmer wirkt und so das Tellerventil 7 betätigt. Der Schwenkarm 35 fällt unter dem Einfluß der Schraubenfeder 39 auf den Nockenträger 33 zurück, wodurch das Tellerventil 7 geschlossen wird.
  • Um die Welle 3 können weiterhin geeigncte Blenden flügel wie 37 so angeordnet sein, daß sie für den Transport eines Kühlmittels wie Luft oder Wasser sorgen können. Diesc Blendenflügel befinden sich nur an den Nockenträgern 33 und 38, die der torischen Zylinderkammer 2 zugekehrt sind, in welcher durch die Zündung der Gasfüllung Überschußwärme erzeugt wird.
  • Die verschiedenen Durchgangsventile sind, wie oben beschrieben, Schnellschaltventile, wodurch vermieden wird, daß Anteile der Auspuffgase in unerTnunschter Weise in der betreffenden Zylinderkammer zurückgehalten werden.
  • Die die Kolben 11 und 12 tragende Scheibe ist gegen die inneren Wangen wie 41 der torischen Zylinderkammer 1 abgedichtet, und es können in der Scheibe Löcher 42 zum Durchtritt eines Luftstroms vorgesehen sein. Eine ähnliche Anordnung kann selbstverständlich auch in der torische Zylinderkammer 2 vorgesehen werden. Die Schnierung der Kolben erfolgt unter de Einfluß der Zentrifugalkraft, so daß die Notwendigkeit entfällt, die sonst übliche Ölwanne und Ölpumpe vorsehen zu müssen.
  • Gegebenenfalls können noch weitere Paare von Kolben und zugehörige Durchgangsventile, sowie weitere mit Tellerventilen ausgerüstete Rohrleitungen vorgesehen und jeder torischen Zylinderkammer zugefügt werden, wobei auch diese in gleichen Winkelabständen auf einem Kreis angeordnet sind, innerhalb dessen jede torische Zylinderkammer liegt. Zusätzlich oder stattdessen können auch weitere Paarc von torischen Zylinderkammern, die in der -orstchend beschriebenen Weise .lteinander verbunden sind, entlang der Welle 3 angeordnet werden.
  • Die Vorteile der Erfindung lassen sich wie folgt zusammenfassen: Im Gegensatz au einem Verbrennungsmotor mit auf- und abbewegten Kolben kann ier die Brennkammer in ihrer Größe so ausgelegt werden, daß sie an das Gasvolumen angepaßt ist, das das Gas bei seiner Expansion anzunehmen sucht, woraus ein hoher Wirkungsgrad entsteht. Weiterhin sind die auf die in jeder torischen Zylinderkammer auf beide Kolben einwirkenden Kräfte ausgeglichen, wodurch Schwingungen und entsprechende Abnutzungen verringert werden. Es werden darüberhinaus mit jedem Hub gleichzeitig zwei Arbeitsvorgänge ausgeführt (Komprimieren und Ansaugen bzw. Expandieren und Ausstoßen) Schließlich werden die Durchgangsventile zwangsläufig betätigt, ohne daß dazu Federn oder andere elastische Steuermittel notwendig sind, die oft zerbrechlich sind oder einen Bruch erleiden oder auch bei hohen Geschwindigkeiten in unkontrollierbarer Weise in Schwingungen geraten können.
  • Die mittlere Scheibe oder der mittlere Träger für die Kolben gegenüber der Welle kann eine erhebliche Masse besitzen und dadurch wie ein Schwungrad wirken. Entsprechend dieser Ausbildung als Schwungrad hat der Motor ein geringes Trägheitsmoment und zeigt daher eine guto Beschleunigung oder Reaktion auf eine Dresselklappenstellung.
  • Unter Beachtung der vorgenannten Konstruktionsmerkmale kann der Motor insgesamt schr leicht sein, denn er besitzt keine Ölwanne, kein Kurbelwellengehäuse, keine Kurbelwelle, keine Ventilstößel, keine Schubstangen, keine bes@ndere Zeitsteuerung oder keine Verteiler, die alle in den normalerweise anzutreffenden Verbrennungsmotoren mit üblichem, hin-und hergehenden Betrieb enthalten sind.
  • Weiterhin ist der Motor in axialer Richtung sehr kurz und daher zum Einbau in bestimmte Rahmen mit begrenzten Abmessungen geeignet, wie sie besonders bei Fahrzeugen mit kurzen Radabständen gegeben sind.
  • Der Motor kann in Abhängigkeit von seinen Dimensionen zum Betrieb mit niedrigen oder hohen Verdichtungsverhältnissen eingerichtet werden.
  • Es sind verschiedene Abänderungen der Grundausführung möglich.
  • Z.B. sind zur Veränderung der Leistung des Motors oder zu seiner Anpassung an Brennstoffe minderer Qualität verschiedene Kombinationen in der Anzahl der torischen Zylinderkammern und der Anzahl von Kolben in diesen Rammern möglich.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sic die Wirkung des langen "Hubes" günstig auswirken und eine vollständige Verbrennung sichern, ohne daß die durch enge Querschnitte verursachten Probleme niedrigen Wirkungsgrades, der Turbulenz der Gasfüllungen, kleiner Ventile etc. auftreten.
  • Während des Uiulaufs irgend eines Kolbens, das heißt innerhalb der festbegrenzten Reibungsverluste und Zeitverluste, erfolgen die Aus schubvorgänge und Kraftübertragungen gleichzeitig. Im Gegensatz dazu wird bei einem Motor mit hin- und hergehenden Kolben, bei dem also die Kolben vorlaufen und zurückgehen müssen, ein Teil der Zeit für einen Umlauf nicht genutzt und ebenfalls ein Teil der Leistung zur Überwindung von Reibung verbraucht.
  • Ein weiterer Verteil des @otors li@gt in seiner greßon Einfachheit und in der Wirtschaftlichkeit seines Arfbaus. Zur Durchführung seiner Hauptarbeitsvorgänge sind nur relativ wenige größere Teile erforderlich.
  • Gegenüber dem Wankelmotor besitzt dieser Motor @benfalls gewisse Vorteile. So ist dieser Motor leistungsfä@iger, weil während des Leistungshvbes die Kraft senkrecht auf den Kolbenkopf zur Einwirkung kommt. Im Gegensatz dazu erlaubt die Anordnung beim Wankelmotor lediglich die Einwirkung der Resultierenden die sich as einem Winkel von annähernd 45 ergibt.
  • Ebenfalls besteht bei der Wankelanerdnung nicht die Möglichkeit zur Verände@@ng des Dr@ckverhältnisses.
  • Im Gegensatz zum Wankelmotor ist hier eine v@llständige Verbrennung möglich, denn der Schwungradeffekt bei diesem Metor gestattet die Ausnutzung auch des relativ leistungsschwachen, auslaufenden Endes des Leistungshubes ebenso wie die Asnutzung des leistungsstarken Anlaufteils dieses Hubes. Daraus ergibt sich ein höherer Wirkungsgrad und entsprechend auch eine geringere Luftverunreinigung durch die Auspuffgase.
  • Zusammenfassend kann im Vergleich zu anderen Verbrennungsmotoren festgestellt werden, daß dieser Motor nach der Zahl und der einfachen Form seiner Teile und deren Herstellung wirtschaftlicher ist, daß er ebenfalls in der Ausnutzung des Brennstoffs und der so erzeugten Energie wirtschaftlicher ist, daß er im Betrieb laufruhiger ist, daß er auf einfache Weise an verschiedene Benutzungsarten angepaßt werden kann und daß sowohl die Ausbildung als auch die Zusammenwirkung seiner Teile im Betrieb einfach, uskompliziert, wirksam, symmetrisch und vollständig synchron sind.

Claims (6)

  1. Patell va».sprücoe 1. Verbrennungsmotor nach Art eines Rotationsmotors mit gekoppelten, gleichsinnig innerhalb eines raumfesten Gehäuses umlaufenden Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar nebeneinander auf einer gemeinsamen Welle (3) angeordneter Zylinderkammern (1,2) torischer Gestalt, in denen die Welle (3) gelagert ist, vorgesehen ist, daß wenigstens ein Paar starr verbundener, gegenüberliegend angeordneter torischer Kolben (11,12,14) gleitbeweglich in jeweils eine Zylinderkammer (1; 2) eingepaßt ist, daß die Zylinderkammern (1,2) durch ein Paar gegenüberliegend angeordneter Rohrleitungen (6,8) verbunden sind, über die mittels zeitgesteuerter Vorrichtungen (4,5,10,23) die Gasfüllungen austauschbar sind, die in der ersten Zylinderkammer (i) komprimiert und in der zweiten Zylinderkammer (2) gezündet und expandiert werden, so daß mit jedem Umlauf in jeder Zylinderkammer (1;2) jeweils zwei vollständige Verbrennungszyklen ablaufen, daß die Kolbenpaare (it, 12 bzw. 14) in der Weise gekoppelt sind, daß ein Kolbenpaar von dem anderen antreibbar ist, daß die Zylinderkammern (1, 2) zeitlich gesteuerte, rasch öffnende und schließende Ventile (4, 5, 10 , 23) aufweisen, die mittels einer Drehbewegung um eine parallel zu der Welle (3) verlaufende Achse (32) betätigbar sind und in radialer Richtung auf einem Teilkreis angeordnet sind, der die Mittellinie des Umfangs jeder Zylinderkammer (1, 2) schneidet, daß Nockenmittel (25, 26, 27t 38; 28) zur Betätigung der Ventile (4, 5, 10, 23) vorgesehen sind, mittels derer die Ventile zu einem bestimmten Zeitpunkt in eine offene Stellung, in der der jeweilige Kolben (li; 12; i4) durch eine vorübergend fluchtende Öffnung des Ventils gerade hindurchtreten kann, und in Abwesenheit des Kolbens (11;12;14) in eine geschlossene Stellung einstellbar sind, daß für die Zeitsteuerung der Ventile (4, 5, 10, 23) ein außerhalb der Zylinderkammern (1, 2) und mit der Welle (3) drehbar angeordneter, scheibenförmiger Nockenträger (25,38) vorgesehen ist und daß von den Nocken (26, 27) betätigbare, außerhalb der Ventile (4, 5, 10, 23) angeordnete Mitnehmer (28) vorgesehen sind, mittels derer die daran zwangsschlüssig anliegenden Ventile um einen Winkelbetrag nahe 900 von der offenen in die geschlossene Stellung verschwenkbar sind.
  2. 2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kolbenpaar (ist, 12 bzw. 14) am Umfang einer Kreisscheibe (13) angeordnet ist, die gegen radial dazu angeordnete Seitenwangen (41, 41a) der jeweiligen torischen Kammer abgedichtet ist, und daß die torischen Kammern aus identischen Hälften bestehen, die am Umfang aneinander und an in axialer Richtung vorgesehenen Abstandshaltern befestigt sind.
  3. 3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rohrleitung (6, 8) zwischen ihren Enden mit einem Tellerventil (7) versehen ist und daß zeitgesteuerte Betätigungsmittel aus einem Schwenkarm (35) und einem mit der Welle (3) umlaufenden Nocken (34) vorgesehen sind.
  4. 4. Verbrennungsmotor nach einem der vorstehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkammern (i, 2) nach Größe und Gestalt und im einzelnen identisch ausgebildet sind.
  5. 5. Verbrennungsmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zylinderkammern (1, 2) Luftkühlungsmittel in Form von Blenden flügeln (37) an einem mit der Welle (3) drehbaren Flügelrad vorgesehen sind.
  6. 6. Verbrennungsmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkammern entlang der Welle (3) mit Ausbuchtungen versehen sind.
DE19752546817 1975-10-18 1975-10-18 Rotations-verbrennungsmotor Pending DE2546817A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20170101926A1 (en) * 2015-02-17 2017-04-13 Ted Nae-Kuan Chiang Rotary combustion engine system having toroidal compression and expansion chambers

Cited By (2)

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US9664106B2 (en) * 2015-02-17 2017-05-30 Ted Nae-Kuan Chiang Rotary combustion engine system having toroidal compression and expansion chambers

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