DE2827211A1 - Motor - Google Patents

Description

• Titel: M o t o r
• Anwendungsgebiet der Erfindung ist der Antrieb von Fahrzeugen auf dem Lande, auf dem Wasser und in der Luft, sowie der Antrieb von stationären Maschinen durch Verwandlung der Energie hochgespannter Gase in mechanische Energie.
• Zweck: Zweck der Erfindung ist die rationelle, einfache und umweltfreundliche Umwandlung vorhandener Energien, z,B. chemischer Energien in mechanische Energie, um i-ortbewegungssysteme und stationäre Maschinen anzutreiben.
• Stand der Technik: Es ist bekannt, daß die heute vorherrschenden Explosions-Motoren lärmen und unsauber verbrennen, daß ihre Herstellung schwierig und teuer ist, daß in ihnen materialverschleißende Hin- und Herbewegungen stattfinden, daß an den Kolben Zwangskräfte auftreten und Schmierung erforderlich ist, und daß diese Motoren relativ schwer sind, daß der leise Sterling-Motor (Heißluft-Motor) sehr schwer und in der Herstellung extrem teuer ist, daß dem sonst idealen Elektro-Motor, was Autos angeht, das Batterie-Problem Grenzen setzt, daß der leise und sauber verbrennende und auch relativ leichte Aachener Axialkolbenmotor immer noch Zylinder und Kolben und Pleuel enthält, somit Xaterialverschleissende Hin- und Herbewegungen benutzt, Schmierung benötigt und im Aufbau relativ kompliziert ist.
• Aufgabe: der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vielzahl schlechter Eigenschaften von Motoren zu eliminieren, als da sind: (1) laut (2 ) unsauber verbrennend (3) schwer t4) kompliziert # teuer (5) materialverschleißende Bauprinzipien benutzend (6) teure Spezialbaustoffe benötigend (7). mit geringem Wirkungsgrad arbeitend und einen Motor zu bauen, der auf dem einfachsten Prinzip, dem Kreisprinzip, basiert und die gegenteiligen guten Eigenschaften hat 1. leise 2. sauber verbrennend 3. leicht 4. einfach herzustellen -1- preiswert 5. materialschonende Bewegungsabläufe 6. aus herkömmlichen, nicht knappen Baumaterialien 7. hohen Wirkungsgrad Lösung: Diese Aufgabe wird gelöst, indem ein Läufer mit zwei Flügeln in ein passgenau gefertigtes Gehäuse eingebettet wird und aus den beiden Kammern durch Eintauchen von zwei Sperrwänden vier Kammern gemacht werden, und durch Einleitung ioder Erzeugung) von Was hohen Druckes in die kbzw. in derj 1. kammer der Flügel und somit der Läufer in Bewegung gesetzt wird, der mit seiner vorderseite das in der 2. Kammer betindliche Gas durch den Auspuff hinausschiebt, bis er kurz vor der zweiten Sperrwand angekommen ist, die in diesem Augenblick weicht, ebenso wie die erste Sperrwand auf der anderen Seite der Achse dem 2.
• Flügel weicht und nach dem iingehinderten Durchtritt des llügels sofort wieder eintaucht und die Kammer schließt.
• Jetzt tauschen die beiden flügel des Läufers die Kollen. Während der zweite wie aniangs der erste durch neu einströmendes Treibgas angeschoben wird, erzeugt der erste Flügel zwischen sich und 2. Sperrwand einen Sog, sodaß durch die Ventile in der Kammerwand Frischluft einströmen kann, während die zuvor eingesaugte Frischluft bei geschlossenen Einlaß-Ventilen von der sorderseite des 1. Flügels gegen die Rückwand der 1. Sperrwand komprimiert wird und (durch ein Überdruckventil) in die Drenltkammer tbzw.
• in eine Umleitkammer) eintritt; dies wieder so lange, bis von der Motorwelle gesteuert, die beiden Sperrwände weichen, um nach dem Durchtritt der Flügel sofort wieder vier Kammern zu bilden, sodaß ein neuer Arbeits-Takt beginnen kann.
• Die komprimierte Frischluft vor dem Flügel 1 (zwischen ihm und der Rückwand der Sperrwand 1) wird über (Brenn-) Kammer umgeleitet in den Raum hinter dem Flügel 1, nachdem dieser die ausgeschobene Sperrwand 1 passiert hat und diese wieder eingefahren ist, und zwar vermischt mit Brennstoff, um zünden zu können, oder in der Brennkammer schon verbrannt und deshalb mit neuer Energie beladen: arbeitsfähig.
• Um dem Prinzip der Kreisbewegung vollends zu folgen, überneinnen Unteranspruch 2 und 6) Kreisscheiben oder Kreisringe, die mit 'Durchtrittspforten" versehen sind, die Funktion der ein- und ausfahrenden Sperrwände.
• Erzielbare Vorteile: Unnütze positive und negative ,eschleunigungen und somit Materialbelastungen werden vermieden.
• Die Kreisbewegung ist die schonendste, die eleganteste, die einiachste bewegung.
• Drei inneinandergreifende ader bilden den Rotor flei!i'en wir ihn Dreirad-Motor) Er arbeitet so sauber wie die Brennkammer: extrem sauber. Denn diese verbrennt (Unteranspruch 11 praktisch Gas; indem sie den Brennstoff zunächst vergast.
• Gleichzeitig wird Kühlenergie von den Wänden der Brennkammer abgeleitet, wieder in den Antriebsprozeß eingefüttert, geht nicht verloren. Ein weiteres Quantum Energie wird nicht verschleudert, sondern genutzt, (Unteranspruch 12) indem auch die Frischluft zur Kühlung benutzt und anschließend in den rbeitsprozeß eingeführt wird.
• Der Motor arbeitet leise, denn die kontinuierliche verbrennung in der Brennkammer erzeugt wenig Geräusche, die drei kreisenden Räder kreisen ruhig und schwingungsfrei.
• Der Motor ist einfach im Aufbau, deshalb leicht und preiswert herzustellen, er hat ein geringes Gewicht, benötigt deshalb nur wenig Baumaterial und zudem nur herkömmliches, nicht knappes, in großen Mengen vorhandenes naumaterial, wie z.B. Aluminium und/oder Stahl für Gehäuse und Läufer und Sperrscheiben, Stahl und Keramik für die Brennkammer.
• Bei passgenauer Fertigung kommt der Motor weitgehend ohne Schmierung aus, denn durch enge Spalte können Gase nur mit Schallgeschwindigkeit hindurch; das Volumen von Verlustgasen ist das Produkt Schallgeschwindigkeit mal Spaltenquerschnitt zwischen Rädern und Gehäuse, unddieses volumen ist oei genauer Fertigung vernachlässigbar klein.
• Der kontaktlose Laut ohne Wärmeverluste durch Reibung und ohne Dichtung durch Schmierung ist ein weiterer Vorteil, den das einfache Bauprinzip Geschert.
• Die geringen Energieverluste hier und die íückgewinnung von Wäimemengen, die duich die brennkammerwand ausströmen, durch Kühllunktion von ireibstolf und Frischluft wirken sich in guter Energie-bilanz und hohem Wirkungsgrad aus.
• genutzt wird das hochwirksame und oewdhrte Prinzip der Arbeit von Gasen hohen Druckes in geschlossener Kammer (Kolbenmotoren) .
• Es wird kombiniert mit der Einfachheit der Kreisbewegung einer Turbine.
• Ein weiterer Vorteil, der dabei anfällt, ist der Umstand, daß, anders als beim Kolbenmotor, das Motorvolumen während eines Arbeitstaktes jeweils doppelt genutzt werden kann, denn was die Arbeitskammer vor einem Motorflügel an Volumen verliert, gewinnt die Arbeitskammer hinter dem Flügel an Volumen dazu.
• Günstigste iiaumnutzung ist hiermöglich.
• Das Motor-Volumen, das außerhalb der Arbeitstakte während des unumgänglichen Aus-und Wiedereinfahrens der Sperrwande nicht genutzt wird, kann durch schnellere Umdrehung der Sperrscheiben thöhere Übersetzung zwischen Motorenwelle und Sperrscheibenwellen) verkleinert werden.
• Da schon der Axialkolben-Motor, der noch das unrationelx le Prinzip der Hin- und Herbewegung von Kolben benutzt, aber ein reiner Brennkammer-Motor ist, theoretisch sowohl den Diesel- als auch den Otto-Motor im Wirkungsgrad übertrifft (den Otto-Motor im Teillastbereich, den Dieselmotor im Voll-Lastbereich!, ist zu erwarten, daß der hier vorgestellte "Dreirad-Motor" schon als reiner Brennkammer-Motor Otto-,Diesel- und Axialkolben-Motor im Wirkungsgrad übertrelfen wird.
• Er kann, Vielstoff-Motor wie der Axialkolben-Motor, zusätzlich aber auch (Unteranspruch 5i den Schuu BOil Explosionen nutzen, bei direkter Einspritzung von Brennstoff in das heiße noch Sauerstoff enthaltende lreibgas in der 1. Motorenkammer.

Claims (1)

1. dadurch gekennzeichnet, daß in die beiden Kammern eines in einem Gehäuse rotierenden Flügelrades mit Z Speichen (Flugeln) im Takt der Bewegung zwei Sperr-Wande etngeschoben und zum Zwecke der Passage der Speichen kurzfristig wieder herausgezogen werden, sodaß, whrend die Wande in die beiden Kammern eingeschoben sind, 4 Arbeitskammern bestehen eine erste Kammer, in der Treibgas hohen Druckes zwischen erster Wand und erster speiche expandiert und arbeitet, uis es durch den Auspuff (zum Teil) ausströmen kann, eine zweite Kammer, in der verbrauchtes Gas durch die erste speiche gegen die zweite Wand aus dem Motor herausgepreßt wird, eine dritte Kammer, in die durch die Bewegung der zweiten Speiche weg von der zweiten Wand frischluft eingesaugt wird, eine vierte Kammer, in der eingesaugte Frischluft durch die zweite Speiche gegen die erste Sperr-Wand komprimiert wird, bis sie nach Offnung des Frischluft-Auslasses zwecks Erzeugung neuen Treibgases in eine (Brenn-) Kammer einströmen kann.

   ;c. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede eingeschobene und im Moment der Passage des Flügels kurziristig welchende Sperr-Wand von einem Kreisring gebildet wird, aus dem ein Sektor ausgeschnitten ist, von einem Kreisring, aer, von einem Gehäuse geführt, in diesem umläuft, (von der Motorenwelle) derart angetrieben, daß die Ringwand wahrend jeder Umdrehung des Motors zwei Umdrehungen macht, denn während eLnes Umlaufes müssen zwei Motoren-Flügel passieren, sodaß im Motor jetzt jede mit starken Beschleunigungen und entsprechenden Materialbelastungen verbundene schnelle Hin- und Herbewegung durch eine schonende Kreisbewegung ersetzt ist.

   3. System nach Ansprl!ch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ringwand zwei antriebe besitzt, derart, daß während der eine leergreift, weil der Sektorausschnitt vorbeiläuft, der zweite wirksam ist.

   4. System nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und -Auslaßöffnungen für den Gaswechsel, um sich gegenseitig nicht zu stören, uf dem Steuerring bzw. im Gehäuse ui verschieaenen Spuren liegen, wobei der Steuerring die Speichen ringförmig umschließt oder (or) seitlich an den Speichen angebracht mit umlauft.

   5. System nach AnsprTlch 1, dadurch gekennzeichnet, dd'J.i, während das benötigte Treibgas a)in einer fest am Motorengehäuse sitzenden Brennkammer kontinuierlich erzeugt und im Motoren-Takt in die erste Arbeitskammer eingelassen werden kann, während es aber auch b) durch Einspritzung von Kraltstoii und irischluit in aie erste Arbeitskammer und durch Zündung und Explosion des Gemisches erzeugt werden kann, es c) durch beide Vorgänge der Treibgas-Erzeugung sich überlagernd eizeugt wird, erst füllung der ersten Arbeitskammer mit hochgespanntem Brennkammergas und Luft, dann zusätzliche Einspritzung einer kleineren Menge Brennstoff, der explosionsartig verbrennt und zusätzlichen Schub liefert, sodaß man die Umweltfreundlichkeit des reinen Brennkammer-Motors: konkurrenzlos saubere und leise Verbrennung, nutzen kann und bei eventueller zu geringer Leistung dieses Motors diese durch die Leistungskraft der explosiven Treibgas- Brzeugung graduell unterstützen kann, sodaß man bei guter Gesamtleistung des Motors schließlich nur wenig von der Umweltfeindlichkeit der Explosionen: dem Lärm und den Produkten schlechter Verbrennung, getroff'en wird.

   b. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sperrwand durch einen aus einer Kreisscheibe bestehenden mit Ausschnitten wersebenen Läufer gebildet wird, der durch einen Einschnitt in Wichtung der Motorenachse in das Motorengehause eintaucht, im Takt der Motorendrellung bald ciie Sperr-Wand bildet, bald durch einen Ausschnitt hindurch den jeweiligen Motorenflügel passieren läßt, ähnlich deii Bewegungen der Zähne eines Zahnradpaares, mit dem Unterschied, daß diese sich im Kontaktbereich in gleicher Richtung bewegen, während sich Motorflügel und Sperrwand-Abschnitte zeitlich verzahnt, senkrecht gegeneinander bewegen.

   7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorengehäuse im bereich der maximalen Ausdehnung oer Erischlufteinlaßkammer allseitig mit Einlaßventilen, z,B.

   mit Überdruck-gesteuerten Einlaßventilen besetzt ist, die hinter dem vorbeistrei cnenden No torenflügel sich öffnen, sodaß überall gleichzeitig Frischluft einströmen kann und dort am meisten, wo der Unterdruck am stärksten ist 8. System nach anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Frischluftauslaß-Ventil zur (Brenn+ Kammer hin nicht starr gesteuert wird, sondern als Überdruck-Ventil ausgebildet ist, sodaß Frischluft austreten kann, sobald der (Brenn-) Kammerdruck überschritten ist.

   9. System nach anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Brennkammer-Ausgang und 1. Motorenkammer eine von der Motorenwelle angetriebene kleine Scheibe umläuft, die über exzentrisch liegende Bohrungen den Eintritt von Treibgas in die Brennkammer steuert, sodaß auch hier eine materialsohonende Kreisbewegung realisiert ist.

   lo. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß stets offene bohrungen im Motorengehäuse vor der zweiten Sperrwand einen nahezu kontinuierlichen Auslaß von verbrauchten Gasen bewirken, was Motorengeknatter verhindert.

   11. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibgas erzeugende Brennkammer des Motors in ihren Wänden Bohrungen enthält, durch die der Brennstoff vor seiner Einspritzung geleitet und in denen er auf Temperaturen über Siedepunkt erhitzt wird, sodaß er bei Eintritt in die Brennkammer sofort verdampft und entsprechend sauber verbrennt, wobei gleichzeitig die Brennkammer-Wand gekühlt wird, ohne daß die abgeleitete Energie für den ntrieb verloren ist.

   12. System nach aspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibgas erzeugende Brennkammer des Motors in ihren Wänden weitere Bohrungen enthält, durch die die vom Motor komprimierte Frischluft gedrückt wird, bevor sie in die brennkammer gelangt, sodaß die Brennkammerwände gekühlt werden, ohne daß die weggekühlte Energie iür den antrieb verloren ist.