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VERBRENNUNGSMOTOR UND VERWANDTE AGGREGATE
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SOWIE HILFSMITTEL DAFUER.
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================================================= Die Erfindung betrifft
Verbrennungsmotoren und verwandte Aggregate1 sowie Hilfsmittel dafuer, wie zum Beispiel
Kompressoren, expandoren, deussere Brennkammern, Brenn = stoffe, Zufuehgrungsaggregate1
Steuerungen, Ausfuehrungen der aktuellen Konstruktionen oder Bauwesen und dergleichen.
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Fig. 1 ist ein Laenogsschnitt durch ein Ausfuehrungssystemder Erfindung.
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Fig. 2 ist ein Laenogsschnitt durch einen Teil einer Erfindungsausfuehrung.
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Fig. 3 ist ein Querschnitt durch Figur 2 entlag der Linie III-III.
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Fig, 4 ist ein Laenegsschnitt durch Ausfuehrungssystem der Erfindung.
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Fig. 5 ist ein Querschnitt durch Figur 4 entlang der Linie V-V.
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Fig. 6 zeigt schematische Darstellungen der Erfindung.
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Fig. 7 zeigt einen Motor deP Erfindung in einem P-V Diagramm.
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Fig. 8 zeigt das System der Erfindung und dessen Berechnungsformeln.
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Fig. 9 zeigt ein Diagramm mit den technischen Daten der Erfindung,
Fig. 1 ist ein Laenrgsschnltt durch ein anderes Beispiel der Erfindung.
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Fig. 11 ist ein Querschnitt durch Figur 10 entlang der Linie A-A.
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Fig. 12 zeigt Teile der Figur 10 im Laenegsschnitt.
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Fig. 13 zeigt einen Schnitt durch weitere Teile der Figur 10,11.
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Fig. 14 ist ein Laenogsschnitt durch Teile der Figur 10 oder ihrer
Ergaenzung bezw. Abwandlung.
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Fig. 15 zeigt ein Teil der Figur 10 separiert und im Laenegsschnitt.
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Fig. 16 ist ein Querschnitt durch die Mitte der Figur 15.
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Fig. 17 zeigt den Kolben der Figur 10 im Laenegs-und Quer - Schnitt.
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Fig. 18 ist ein Querschnitt durch ein Rotationsventil der Erfindung.
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Fig. 19 ist ein Laengsschnitt durch ein Rotationsventil der Erfindung.
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Fig. 20 ist ein Laenogsschnitt durch eine Kontrollvorrichtung der
Erfindung.
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Fig. 21 ist ein Laen,gsschnitt durch einen anderen Erfindungsmotor.
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Fig. 22 ist ein Schnitt durch Figur 21 entlang der Linie A-A.
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Fig. 23 ist ein Laenogschnitt durch einen weiteren Erfindungsmotor.
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Fig. 24 ist ein Schnitt durch Figur 23 entlang der Linie A-A.
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Fig. 25 ist ein Schnitt durch Figur 23 entlang der Linie B-B.
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Fig. 26 ist ein Laen,gsschnitt durch noch einen anderen Erfindungsmotor.
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Fig. 28 ist ein Querschnitt durch Figur 28 in der Verlaengerung der
Linie A-A.
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Fig. 27 ist ein gleicher Schnitt wie in Figur 28,clber durch den Kolben.
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Fig. 29 ist ein Schnitt durch Figur 26 entlang der Linie A-A.
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Fig. 30 ist ein Schnitt durch Figur 26 entlang der Linie B-B.
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Fig. 31 ist ein Schnitt durch einen Zylinderteil der Erfindung.
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Fig. 32 ist- ein Laenzgsschnitt durch ein Steuerorgan der Erfindung.
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Fig. 33 zeigt einen laengsschnitt durch einen Teil eines Ausfuchrungs.
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beispiels der Erfindung.
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Fig. 34 zeigt einen sinngemaessen Schnitt durch ein anderes Beispiel.
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Fig. 35 ist ein sinngemaesser Lengsschnitt nach einem weiterem Ausfuehrungsbeispiel
der Erfindung.
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Fig. 36 ist ein Querschnitt durch Figur 3 entlang der Linie IV -1V.
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Fig. 37 ist ein Laengsschnitt durch ein ferneres Ausfuehrungsbeispiel
der Erfindung.
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Fig. 38 zeigt einen Teil einer Alternativeausfuehrung der Erfindung.
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Fig.39 ist ein Querschnitt durch Figur 38 entlang der Linie VII-V11.
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Fig. wo ist ein Querschnitt durch Figur 38 entlang der Linie VIII-VIII.
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Fig. 41 ist ein Laenegsschnitt durch ein Ventil und dessen Zuordnungen
nach der Erfindung.
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Fig.42 zeigt eine Systematik der Anordnung einer Mehrzahl von Ventilen
im Ventiltraegerkopf eines Beispiels der Erfindung.
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Fig.43 ist ein I@engsschnitt durch ein Beispiel eines Kolbens der
Erfindung .
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Fig.44 und Figur +5 zeigen eine Systematik der Anordnung eincr Mehrzahl
von Ventilen fuer den Betrieb einer Mehrzahl von Funktionen nach einem zusaetzlichem
Ausfuehrungsbeispicl der Erfindung.
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Fig46 ist ein Laen/gschnitt durch noch ein anderes Ausfuehrungsheispiel
nach der Erfindung.
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Fig.+ ist ein Laengsschnitt durch ein weiteres Ausfuehrungsbeispiel
nach der Erfindung.
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Fig.49 zeigt noch mal einen Laenegsschnitt durch ein weiteres Ausfuehrungsbeispiel
eines Teiles der Erf i ndung, und Fig.48 zeigt einen vereinfachten systematisierten
Blick auf ein Mehrzylinder Arrangemfant der Erfindung mit einem gemeinsamem Brennraum,
der dabei aber von den eigentlichen Verdichtungs- und Entspannungs- Zylindern getrennl
und lediglich durch Leitungen mit ihnen verbunden ist.
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Kraftfahrzeuge , Schiffe und Flugzeuge benutzen in be = kannter Weise
Verbrennungsmotoren mit in den Zylinderen rezipro = kierenden Kolben. Einlass-und
Aus lass- ventile sind ueblicherweise angeordnet und der Brennraum hat oft einen
bestimmten Mindestraum = inhalt zur guten Durchwirbelung und zum Start der Verbrennung.
Der Rauminhalt beim innerem Totpunkt im Zylinder ist oft auch erwuenscht, um Selbstzuendung
oder Klopfen zu vermeiden. Als Brennstoffe werden meistens Benzin oder Dieseloel
verwendet.
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Bereits in der ersten Jahrhunderthaelfte wurden Versuche unternommen,
die Verbrennungsmotoren mit Kohlenstaub zu betreiben.
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Die Rueckstaeride und Schmutzteile im Kohlenstaub fuehrten ledoch
zu einer zu schnellen Abnutzung und zu \Rerschleiss durch die Rueckstaende und die
Fremdstoffe des Kohlenstaubes, Daher fehit es heute im Zeitalttr des knapp werdenden
Benzins an einem geeignetem Verbrennungsmotor, der entweder mit Kohle als Brennstoff
arbeiten kann, oder der mit beliebigen Brennstoffen, festen, fluessigen oder gasfoermigen,
arbeiten kann.
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Es ist daher Aufgabe und Ziel der gegenwaertigen Erfindung, Kompressoren,
die auch Verdichter genannt werden, Expandoren oder Verbrennungsmotoren zu schaffen,
die entweder groessere Leistung pro Raum und Gewicht bringen, rationeller arbeiten,
von den Verdichtern und Entspannern trennbare aeussere,separierte Brennkammern haben,
mit Kohle oder Kohle und anderen Brennstoffen betreieben werden koennen, oder Anlagen
zu schaffen, durch die vorhandene oder in Produktion befindliche Motoren durch Aufsatz
eines Zylinderkopfes nach der Erfindung und eventuellem Anbau von Zusatzaggregaten
der Erfindung auf die Ziele oder Aufgaben der Erfindung umgebaut werden koennen.
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In den Figuren 1 bis 5 ist ein Beispiel von Anordnungen noch der
Erfindung in verschiedenen Ausfuehrungsbeispielen darg-estel lt.
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Figur 1 hat den Verdichter oder Kompressor-- Zylinder 1 mit dem darin
reziprokierendem Kolben 2.Die komprimierte Luft wird vom Verdichter durch Oeffnung
des Auslassyentils 5 ueber die Leitung 6 in die separierte Brennkammer 7 geschoben,
nachdem die Luft beim Auswaertshub des Kolbens durch das Einlassventil 4 angesaugt
wurde.
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Der Brennkammer wird zwecks Vermischung mit der komprimierten Luft
Brennstoff zugefuhrtt zum Beispiel durch die Lieferanordnung oder Pumpe 40 mit Einlass
und Aus lass -Ventilen 41,42 ueber die Leitung 43 und dio Einspritzung 8.
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Das Brennstoff-Luft Gemisch wird einmal gezuendet, zum Beispiel mittels
Zuendung 9 und im Falle der kontinuierlichen Verbrennung im Brennrum i, wenn in
diesen mehrere Verdichter zuegig nacheinander foerdern, die Verbrennung dauernd
aufrecht erhalten, bis der Motor abgeschaltet wird. Das brennende oder verbrannte
Gemisch, dass- durch die Erwaermung bei der Verbrennung eine raeumliche Aysdehnung
erhaelt, stroemt durch den Kanal 22 aus dem Brennraum heraus und in den Entspanner
oder Expander 25 herein Darin drueckt es den Entspannerkolben 26 adwaerts zum Arbeitshub,
um nach verrichtetem Arbeitshub als Auspuffgas durch das dann geoeffnete Auslassventil
27 abzustroemen.
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Die Verbrennung erfolgt zum Beispiel kontinuierlich oder annaehernd
kontinuierlich bei annaehernd konstantem oder konstantem Druck im Brennraum 7. Damit
das funktionieren kann, foerdert der Verdichter oder die Mehrzahl der der Brennkammer
7 zugeordneten Verdichter weniger Volumen an komprimidrter Luft (Gas) als der Entspanner
oder die Mehrzahl der Entspanner, die der Brennkammer verbunden sind, als a rbeitendes
Gas aus der Brennkammer ent = nimmt (entnehmen) . Um das tu verwirklichen hat entweder
der Verdichter kuerzeren Kolbenhub als der Entspanner, oder der Verdichter hat einen
kleineren Kolben- u Zylinder-Durchmesser, als der Entspanner, oder der Verdichter
laeuft mit langsamerer Drehzahl, als der Ent= spanner oder aber es sind weniger
Verdichter, als Entspanner dem gemeinsamem Brennraum 7 zugeordnet, ^ Damit der Motor
als Kohlenstaub oder Kohlenschlamm Motor arbeiten kann und das bisherige schnelle
Abnutzen der Kolben und Zylinder verringert oder vermieden wird, enthaelt der Brennraum
7 eine Reinigungsanlage 13,14,15,16,17 die Fremdstoffe und Feststoffe oder Schmutz
aus dem Gase ausscheidet. In der Figur 1 zum Beispiel besteht die Reinigungsanlage
aus einem Rotor 13, der ueber den Antrieb 23 in Rotation gehalten sein mag, und
der die Schaufeln 14,15 tragt, die schwere oder Feststoffe rodial nach aussen schleudern,
wo sie in die Fangfaecher 16 oder 17 fallen und dort aufbewahrt werden.
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Die Weiterleitung des dann gesaeklberten Brenngases durch Kanal 22
in den Entspanner herein beginnt am bestem damit, dass der Beginn der Leitung 22
im Brennraum nahe zur Mitte gelegt wird, denn im rotierendem Gase im Brennraum 7
sammeln sich die Fremdteile radial aussen, waehrend das saubere Gas sich in der
Mitte sammelt.
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Zum Beispiel kann man die Leitung 22 durch Leltungs-oder Kanal-Zweige
19,20 durch den Mittelkanal 21 auch durch den Rotor 13 hindurch fuehren,von wo aus
das Gas dann durch den Kanalteil 58 in den Endteil 22 des Weiterleitungskanals eintritt,
Die Figur ist so gezeichnet, dass eine mehrfache Reinigung nacheinander durch die
ersten Schaufeln 14 und dann durch die zweiten Schaufeln 15 erfolgt, wobei die Fremdstoffe
sich in erste und zweite Stoffe trennen moegen und sich in der ersten Sammelkammer
16 und der zweiten Sammelkammer 17 getrennt absetzen.
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Wenn die Kanelteile 19 und 20 radial hoch innen in den Rotor 13 herein
gerichtet sind, treten nur dir leichtesten, also nur die sauberen Gase in den weiteren
Kanalteil 21 ein, sodass eine gute Reinigung des Gases gewaehrleistet ist, weil
die Flie kraft alle schwereren Teile und Gasteile radial rnch aussen schleudert,
Der Prozess wirkt auch als Verbrennungsfoerdernd, denn noch nicht so heisse Luft
wird auch nach aussen geschleudert und muss nach weiterer Aufheizung durch bessere
Verbrennung erneut den Kanalteilen 19 oder 20 zustroemen. Dieser Prozess sorgt fuer
eine vollstaendigereVerbrennung, bessere Brennstoff Ausnutzung und folglich auch
fuer hoeheren Wirkungsgrad und hoehere Leistung des Aggregates. Der Trager 10 mag
mit Durchlaessen 11 ver = sehen sein und Katalysatoren zur weiteren Reinigung des
Gasgemisches tragen.
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Es ist vorteilhaft, die Rueckstaende und Brennstoffe von Zeit zu
Zeit aus dem Brennraume 7 zu entfernen. Daher ist die Reinigungsanlage der Figur
1 s,o ausgebildet, , dass man sie aus dem Brennraum 7 herausnehmen kann. Der Rotor
31 ist nach oben hebbar und die Sammelkammern und der Katalysatortraeger sind in
einem nach links abnehmbarem Einsatzteil 18 angeordnet. Wenn der Rotor nach oben
gehoben ist, kann man den Einsatzteil nach links aus der Bnnkammer herausziehen,
den Schmutz aus den Sammelkammern 16,17 herauskippen und neue Katalysa = toren auf
die Platte 10 legen und danach das Einsatzteil 18 wieder in die Brennkammer 7 hereinschrauben.
Dem gleichem Ziele kann Teil 18 auch dann dienen,wenn es eine einfache Tuer ist,
oder wenn es oben oder unten am Bren nraum 7 statt seitlich angeordnet ist.
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Der intensiveren Kuehlung oder auch der zusaetzlichen Reinigung der
Kolben- und Zylinder- Wandd dient die Anordnung der Teile 38,36,35,44 in Figur 1
oben rechts. Aus dem Kuehlmittel-oder Schmier mittel-Raum 35, der den Zylinder,z.B.25,
umgeben oder beruehren mag, wird das Fluid aus diesem Raum durch den Einlass 36
in den zwischen der Zylinderwand, der Aussenwand des Kolbens 26 und den oberen und
unteren im Kolben 26 angeordneten Kolbenringen 44 geleitet. Das Kuehl-oder Schmier-oder
Reinigungs -Fluid umspuelt in diesem Spalte zwischen 25,26,44,44 den Kolben 26,
bewegt siich mit ihm auf und ab und verlaesst den genanten Spalt durch den den Aus;asskanol
38, um in den Raum 39 zu stroemen. Eine Treibsystem fuer diesen Kuehl -Schmier-oder
Reinigungs-Fluidstrom, zum Beispiel eine kleine Pumpe, kann zwischen den Rauemen
35 und 39 angeordnet werden. Die oberen und unteren Kolbxnringe 44 sind so weit
voneinander entfernt im Kolben 26 angeordnet, dass sie die Kanaele 36,38 nle voll
beruehren, diese Kanaele also allozeit zwischen den oberen und unteren Kolbenringen
44,44 verbleiben.
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Unten rechts in Figur 2 sind auch die Einlass-und Auslass-Ventile
4 und 5 gezeigt, die denen der Figur 33 aehnlich sind oder auch miti ihnen gleich
sein koennen. Wichtig ist an diesen Ventilen, dass das innere Ventil im aeusserem
gelagert ist, also Ventil 4 in Ventil 5 gelagert ist, Ventil 4 im Ventil 5 achsial
beweglich ist, also das Innenventiel achsial im Aussenvetilteweglich ist , beide
Ventile schraege Dichtsitze haben, die relativ zueinander oppositional schraeg gerichtet
sind, das Aussenventil auf einem Sitz 705 dichten kann, das Innenventil auf dem
im Aussenvetil 5 angeordnetem Sitz 704 dichten kann, dqs Aussenventil 5 vom am Zylinder
angeordnetem Sitz 705,2012 vom Zylinder weg oeffnet und das Innenventil 4 vom Aussenventil
abhebend aus dem Sitz 704 nach Innen, dem Zylinder zu oeffnen kann.
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Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Ventile automatisch arbeiten
koennen, also gegerbenefalls ohne mechanische Ventil Steuerung auskommen koennen.
Beim Auswaertshub des Kolbens 2,26 oder dergleichen entsteht im Zylinder,z.B.2,25
ein Unterdruck, der das Einlqssventil vom Sitz im Auslassventil wegziehehd, oefnnet,
Und beim Einwaertshub des betreffenden Kolbens, z,B. 2,26 drueckt der den Druck
auf der anderen Seite des Auslcssventils uebersteigende Druck im Zylinder,
z,B,
1,25, dasAuslassventil,z.B. 5,12, von seinem Sitz, z.43, 705,2012 weg nach oben,
sodass das Aus assventil geoeffnet wird Entsprechende Federn, z.B, 32 in Fig.1 oder
z.B, 32,912 In den Figuren 33,34, halten die Ventile geschlossen, solange der Druck
diesseits oder jenseits des betreffenden Sitzes, z.B.
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2012,1012,704,705 das betreffende Véntil,z.B. 4,5,12,13 , nicht von
seinem genanntem Sitze abhebt, Durch diese Erfindungsonordnung koennen die Kosten
der mechanischen- Ventilantribe verringert oder gespart werden und deren Anfaelligkelt
ueberwunden werden.
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Ausserdem ist diese Ventilanordnungsweise besonders geeignet fuer
die Verwendung in Aggregaten mit vom Verdichter und Entsponnerr getrennt angeordneter
Brennkammer.
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Es ist zweckdienlich, diesen Vorteil auch zu benutzen, um Zylinderkoepfe
,z;B. 34, nach der Erfindung mit darin eingebauten Ventilen nach den Figuren 1,33,34,18,19,31
oder 46 bzw. 47 auf die Zylinder vorhandener herkoemmllcher Motoren aufzubauen,
nachdem man die bisherigen Zylinderkoepfe abgeschraubt hat. Dabei muss dann Jedoch
eine der Hauptziele der Erfindungen beachtet werden1 naemlich toten Raum in den
betreffenden Zylindern auszuschalten.
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Die Form und Abmessung der Stirnflaechen,z,B. 1124,1127,1104,1125,
1310,1311 usw. muessen dabei den Kopf - Flaechen, z.B. 1111,701,302, 303 usw" komplementaer
angepasst werden, damit der Totraum bei der inneren Totpunktlage des Kolbens fast
zu null oder vernachlaessigbar klein wird.
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Die strichlierten Linien 56,59 zeigen, die betreffenden Montageflaechen,
die sich ergeben, wenn man die Zylindersaetze getrennt ausfuehrt,die Brennkammer
getrennt ausfuehrt und die Zylinderkopfplatten getrennt ausfuehrt und man die flachen
der genannten strichlierten Linien als Zusammenbau -oder Montage Flaechen benutzt,
In
den Figuren 1,2,33,34, 35,36,37 sind die Kopfflaechen Kolbenkopfflaechen plane Flaechen,
senkrecht zur Achse der betreffenden Kolben. Die Ventile oder Steuerungen haben
dann ensprechende, ebenfalls platte und zu den Kolbenkopflaechen parallele ebene
Stirn flachen. Die Kolbenkopfflaechen werden iq der inneren Totpunktlage des Kolbens
so nahe an die Stirnflaechen der Ventile oder Steuerungen herangefuehrt, dass kaum
noch ein Abstand zwischen ihnen bleibt, damit kein grosser toter Raum entsteht.
Wie wichtig diese Ausbildung ist, wird anhand der Figuren 8 und 9 besonders erlaeutert
werden.
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Bei praezisen' Hochleistungsaggregat8n ka@n der Abstand zwischen den
genannten Kopfflaechen der Kolben und den genannten Stirnflaechen der Ventile oder
Steuerungen so eng gehalten sein in der betreffenden inneren Totpu. ktlage des betreffenden
Kolbens, dass der Abstand zwischen den genannten Epfflaechen und Stirnflaechen nur
einen Bruchteil eines Millimeters betraegt, zum Beispiel einige Zehntel oder Hundert
= stel Millimeter.
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Gelegentlich ist es nicht moeglich, getrennte Verdichter und Entspanner
zu verwenden. Zum Beispiel dann nicht, wenn berei ts vorhandene, konven ionelle
Mtoren auf das Prinzip der Erfindung umgebaut werden sollen, ohne die Hubveraeltnisse
zwischen Verdichter und Entspanner bezw. deren Hubvolumen Ratio zu verdendern.
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Dann, und auch aus anderen Gruenden, kann man das System der Figuren
2 und 3 verwenden. Darin sind vier Ventile 48 bis 51 mit ihnen zugeordneten Kanaelen
52 bis 55 angeordnet. Wenn man diese Ventile willkuerlich z.B. automatisch steuert,
dann kann man durch sie und die genannten Kanaele 52 bis 55 periodisch nacheinander
im Zylinder 46 ansaugen oder Luft aufnehmen, dann die komprimierte Luft aus dem
Zylinder herauspressen in einen separierten Brennraum, z.B. 7,64 der Erfindung hineinleiten
und Heissgas aus dem gesondertem Brennraum heraus in den Zylinder 46 wieder hereinleiten,
um ihm beim Abwaertsgub des Kolbens unter dem Gasdruck die Arbeit zu entnehmen und
danach dann die Abgase auszuleiten. Durch geschickte Steuerung kann man dabei die
Mehrzahl der Zylinder in der Reihenfolge der Arbeitsgaenge vertauschen, um gleichmdessige
Waermeverteilung zu erzielen, Ebenso kann man durch geschickte Steuerung dabei die
betreffenden Zylinder mit den betreffenden Kolben oberer im Arbeits-oder
Expansions-Zyklus
laufen lassen, alg im Ansaug oder Aufnahme und Kompressionszyklus, um das erforderliche
Volumen Ratio zu erhalten1 mit dem der Motor mit gesondertem Brennraum laufen kann.
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Dazu koennen die vier Ventile und Kanael e 48 bis 55 in einem gemeinsamem
Zylinderkopf 46 angeordnet werden und dem Betrieb des Kolbens 45 im betreffendem
Zyw linker646 dienen.
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Figur 4 zeigt zusammen mit Figur 5 einen Motor zum Betrieb mit meinem
CCEE Brennstoff, der ein fester Brennstoff ist.
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Der CCEE Brennstoff wird aus natuerlicher Kohle, die aus der Erde
gefoerdert wird, hergestellt. Zum Beispiel nach dem in der Figur 6 gezeigten Verfahren.
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Figur 6 zeigt die prinzipielle Herstellung der Gewinnung meines CCEE-Brennstoffes.
Natuerliche Kohle wird im Bergbau oder Tagebau gewonnen. Danach wird sie zermalen
und dann in der Zentrifuge nach Figur 6 oben, geschieudert. Dieses ist ein Trennungsverfahren,
das die natuerliche Kohle von Fremdstoffen trennt. Die Schleuderung kann im Trocken-
oder Nass-Verfahren mit zum Beispiel Wasser vermischt, erfolgen. Danach koennen
Ablagerungsprozesse eingeschaltet werden, in denen sich die Fremdstoffe in zur Kohle
unterschiedlichen Zonen ablagern. Die Reinigungsprozesse koennen nach und nach wiederholt
werden1 ggf, auch unter Einschaltung effektiverer Trennungsprozesse, bis die Kohletruemmer
gut genug von Frerrtistroffen getrennt sind.
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Danach word das Kohlepulver unter einer starken Presse zu festen Kohlebloecken
mit hoher Dichte zusammen gepresst.
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Dieses Verfahren ist wesentlich schneller, billiger und rationeller,
als die vor kurzem begonnene Kohleverfluessigung, die die USA, BRD und Japan beginnen
wollten. Denn bei den Verfahren zur Kohleverfluessigung wird zwar ein höher Wirkungsgrad
bei der Umwandlung von Kohle in Benzin erreicht, doch erfordert der Umwandlungsprozess
einen hohen Verbrauch an Kohle, der zwei bis drei mal hoeher ist, als die Menge
der za Benzin umgewandelten Kohle.
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Wenn man das Reinigungs-Verfahren mit Wasserkraft betreibt, kann
man den ganzen Kohlevorrat der Erde, soweit er nicht anderweitig verwendet wird,
zur Erzeugung des CCEE Brennstoffes benutzen. Dann wird die gesamte Kohle ohne Verluste
in Brennstoff fuer Verbrennungsmotoren umgewandelt, waehrend beim Kohle-Verfluessigungsverfahren
zu Benzin eln groesserer Teil der Kohle fuer den Betrieb des Prozesses verbraucht
wird und nur ein kleinerer Teil der Kohle zur Umwandlung in Benzin verwendet werden
kann. Die Kohlevorraete der Erde koennten also zwei bis drimal laenger reichen,
wenn man mit Kohlemotoren nach dieser Erfindung fahren wuerde, statt Benzin oder
Diesel-Motoren zu benutzen, Von Interresse ist hierbei auch noch, dass zu Bloecken
von hoher Dichte zusammengepresstes Ko lenpulver bei gleichem Rauminhalt einen hoeheren
Brennwert als Benzin enthaelt. Figur 6 demonstriert das durch Vergleich zweier Raumeinhelten
von je einem Cubiccentimeter, wobei das cc mit Benzin nur etwa grob gerechnet 8
Kilocalorien Heizwert liefert,waehrend das cc CCEE Presskohle Brennstoff grob gerechnet
etwa 14 Kilocalorien Brennstoff enthaelt. Das kommt auch daher,dass die Kohle schwerer
ist, ais Benzin, also ein cc Kohle ein hoeheres Gewicht hat, als ein cc Elizin.
Da die Heizwerte der Brennstoffe meistens in Kilocalorien pro Kilogramm angegeben
werden, faellt der hoehere Heizwert des Raumteiles Kohle gegenueber dem Raumteil
Benzin selten auf.
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Oben rechts in Figur 4 sieht mcn den Vorratsraum oder Lade raum 5
des Fahrzeugs oder Motors, In dem die CCEE Kohlebrennstoff = Bloecke 6 gelagert
werden. Eine AutomatiAvorrichtung 20,21 schiebt sie der Muehle 7 zu. Die Fuellung
des Laderaums erfolgt zum Beispiel durch die Klappe 22, die die Klappe des " Fahrzeugs
oder des Motors sein kann, Die Verlagerung d er einzelnen Schichten der Brennstoff
-Bloecke kann durch das Gewicht oder den Spanner 19 erfolgen. In der vom Motor selbst
treibbaren Muehle t wird der Festbrennstoff wieder zu feinem Pulver verkleinert,
das genau dosiert entsprechend dem Bernnstoffbedarf der Luft im Brennraum a mittels
der Brennstoff Einfuehranordnung,z.B. 8,17,18 in das Gas in dem Brennraum 3 geliefert
oder eingespritzt wird Die Brennstoffeinfuehrung ist nur schematisch als ueber den
Antrieb 17 mittels Exzenter getriebener Kolben 8 gezeigt.
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Im Brennraum 3 befindet sich die komprimierte Luft, die durch die
Ansaugleitung 15 mit Filter 23 vom totraumlosem oder totarumarmem Kompressor 1 mit
Arbeitskammern 1 zwischen Gehaeuse 2 4 und Kolben 25 angeordneten Fluegeln oder
Zylinderwaenden durch' die Leitung 16 in den Brennraum 3 gefoerdert wurde oder kontinuierlich
gefoerdert wird. Anstelle der Fluegelaggregote 1 und 2 in Figur 4 koenne auch die
Kolben-Zylinder Aggregate der anderen Figuren verwendet werden. Der Brennstoff wird
im vom Verdichter und vom Entspanner getrenntem Brennraum 3 mittels der Zuendung
4 gezuendet und zur Verbrennung gebracht. Das kann intermittierend erfolgen, oder
die Verbrennung kann kontinuierlich ablaufen, nachdem der Brennstoff einmaL gezuendet
worden ist und parallel zu der Luft aus dem Kompressor 1 kontinuirelich zuge = fuehrt
wird.
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Im Brennraum 3 ist vorteilhafterweise wieder eine weitere Trennungsanlage
9 durch 18 rotierbar angeordnet, die die Fremdstoffe in Sammelkammern 10 leitet,bDie
Ausfuehrung der Reinigungs- oder Trennanlage mit Teilen 9,31 usw, mag ausgefuehrt
sein, wie die Prinzipien der parallelen Anordnungen in den Figuren 1 oder 34. Vom
Brennraum 3 aus wird das hisse Gas vorteilhafter -weise wieder von der Brennraummitte
aus durch einen Kanal, zum Beispiel 13,14 zum Entspanner 2 geleitet, urn diesen
zu treiben.
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In die Leitung 13 , /+ kann ein weiterer Reiniger 12 mit Filter 11
eingebaut sein, wobei der Reiniger 12 ein Katalysator sein mag.
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Er mag auch der Reinigung der Gase von Gift oder Umweltverschmutzern
dienen.
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Es ist von Vorteil, die Teile wieder Abbau-und Anbaufaehig zu gestalten,sodass
man den Brennraum 3 mit Gehaeuse 31 abnehmen und wieder montieren kann, oder die
Reiniger 11,12 mittels Klappe oder Deckel 29 abnehmen und wieder anbauen kann.
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Die Verwendung von Fluegkompressor und Entspanner 1 und 2 ist nur
beispielhaft und hier verwendet, um den Arbeitsraum Volumenunterschied von Verdichter
und Entspanner zu zeigen, durch den der Entspanner den Verdichter treiben und trotzdem
noch Nutzarbeit abgeben kann. Ebenso sind die Ausfuehrungen der Festbrennstoffzerkleinerung
und Zuteilung zum Brennraum nur beispielhaft und vereinfacht dargestellt.
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Die Brennstoffbloecke koennen in handlichen Staeben hergestellt werden
und rechteck igen oder qucidratischen Querschnitts zwecks guenstiger Tankausnuetzzung
(Laderdumbenutzung) hergestellt und in sauberen, zum Beispiel weissen Ueberzuegen
verpackt werden. So laesst sich der den Benzintank ersetzende Laderaum 5 leicht
beladen und die Haende bleiben sauber. Der Brennstoff ist angenehm im Handel, da
er mit seiner, zum Beispiel weissen und dichten, vor Kohlestaub schuetzenden Schutzschicht
ueberzogen sein kann. Die Schnittfigur 5 entlang der Linie V-V in Figur 4 verdeutlicht
die gute Raumausnuetzung bei der Lagerung der Brennstoffbloecke im!Tank (im Laderaum).
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Die meisten meiner Motoren mit vom Verdichter und Entspanner getrenntem
Brennraum, bei der ein einziger Zylinder nicht gleichzeitig ver@dichter,Brennraum
und Entspanner ist, arbeiten nach dem Prinzip der Gleichdruck Verbrennung, di e
in Figur 7 im P-V Diagramm dargestellt ist. Die Figur zeigt die Lagen der Volumen
VI ,V2,V3,V4 mit den zugehoerigen Drucken Pl ,P2 und P4. P3 ist gleich P2.
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Doch sind auch andere Verbrennungsprozesse moegl -ch, zum Beispiel
gemischte, wie in einer spaoteren Figur erwaehnt werden wird. (Zum Beispiel Figur
31.)
Figur 8 dient zur Klaerung der Grundlagen der Motoren der
Erfindung. Nachdem man auf den Strassen, dem Wasser und in der Luft keine Motoren
sieht, bei denen Verdichtung, Verbrennung und Entspannung nicht in gleichen Zylindern
erfolgen, sondern in besonderen Verd ichtern. Brennraeumen und Ents-pannern nach
der Erfindung, ist nicht ausgeschlossen, dass gegen die Rationalitaet der Erfindung
Bedenken auftreten oder bestehen.
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Dabei ist zu bedenken, dass man die Arbeitsleistung der Motoren zwar
meistens aus den Lieferbriefen der Herstelier sieht, man die Abgabeleistung aber
selber kaum schnell berechnen kann.
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Daher habe ich in der Mathematik der Figur 8 eine Mittelwertsbildung
hergeleitet und deren Richtigkeit nachgewiesen. Nach den beiden Endformlen, die
sich in den Grundlagen auf den sphaerischen Einblick in den Zylinder oben rechts
in der FiNlur beziehen, erhalte ich den Mitteldruck " p " im Zylinder ausschliesslich
aus der Laenge des Kolbenhubes, wenn die Ausgangsvolumen und Drucke eins sind.
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Das Ausgangsvolumen V1 und der Ausgangsdruck Pl sind der Atmospherendruck
bei Lage des Kolbens im aeusserem Totpunkt, wann der Zylinder zur Atmosphaere offen
ist. Das Volumen ist dann das groesste Volumen, dass der Zylinder Je erreicht und
hier mit "1" angenommen. Der groesste Kolbenhub waere der, dass der Kolben bei der
inneren Totpunktlage genau den Zylinderboden oder Zylinderdeckel ohne Verbleib von
Zwischenraum erreichen>wuerde. Dieser Kolbenhub ist der Hub HNS,X. In der Praxis
kann der Kolben den ganzen H@b H@ox nicht erreichen, da er dann mit der Kolbenkopfflaeche
an die Stirnflaeche des Zylinderdeckels oder der Steuerung stossen wuerde. Durch
die Division " Aktueller Kolbenhub / H max1' erhaelt man dann auch das Volumen V2.
Es ist also kleiner als V1 und folglich ein Bruchteil des Volumes V1, V2 ist als
Bruchteil von Vi angesehen, wobei V1 gleich 1 ist, wie oben erklaert und man kann
dieses Volumen V2 auf der waagerechten Abzisse auftragen, wie unten in Figur 9 geschehen.
Ueber diesem Werte von "V2" koennen dann alle wichtigen Daten des Verbrennungsmotors
aufgetragen werden. Diese habe ich neutral und prinzipiell berechnet und in Figur
9 eingezeichnet, als Ordinaten ueber der Abzisse mit dem Werte "V2".
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Figur 9 zeigt also in Abhaengigkeit im- Verdichtungsvolumen "V2"
ueber diesem Volumen "V2" neutrale Werte fuer das Verdichtungsverhaeltnis "# # ",
fuer den Brennraum und Kompressions Druck "P2", fuer den Mitteldruck " ## " ueber
Verdichter und Entspanner, die Arbeitsleistung " N " des Entspanners@in Kgcm/cm3,
den thermischen Wirkungsgrad '#th ccEE"des Motors und einen Vergleich des Wirkungsgrades
meines Motors mit dem Wirkungsgrad des Otto Motors.
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Die Differenz "V2" zu "0" ist der nicht genutzte Raum oder Totraum
des Aggregates, wenn alle Ventile oder Steuerungen perfeckt und puenktlich oeffneten
und schlossen. Die Differenz 'tHundert minus 100 x V2" gibt die Prozente des Volumes
des Zylinders an, die in dem Motor fuer Kompression und Expansion voll ausgenutzt
wurden.
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Aus dem Diagramm der Figur 9 sieht man, dass bei den oft nicht hohen
KompresSionen in heutigen Motoren der Wirkungsgrad meines Motors tatsaechlich so
viel geringer, als der des Otto Motors ist, dass eine ausreichende Rational itaet
meines Motors bei diesen niederen Drucken nicht vorhanden ist. Aber bereits bei
etwa 0,15 V2 wird der Wirkungsgrad interressant. Und bei fuenfzigfacher Verdichtung
wird er dem Otto Motor praktisch gleich. Wenn man die Sache genauer untersucht,
findet man unter Beruecksichtigung der mechanischen Reibungs und Undlchtigkeitsverluste
im Verdichter und im Entspanner, dass mein Motor im Bereiche von etwa V2= 0,14 bis
V2 = o,o8 , also bei Kompressions- und Brennraum-Drucken "P2" von etwa 28 bis 60
Atmospheren.bereits interressant wird. Diese Verdichtungsverhaeltnisse, Vo 1 umenverhae
ltn isse "V2" und Kompre ssions- und Brennraum - Drucke nP2" sind aber heute bereits
ohne grossen Aufwand verwirklichbar, wenn man die Leitungen, Ventile Steuerungen,
sonstige Anordnungenl Insbesondere aber die Lehren der komplementoeren Ausb ldung
der Kopfflaechen und Stirnflaechen der Kol en, Zylinderkoepfe, Ventile oder Steuerungen
der Erfindung richtig verwendet.
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Auf dem System der Erfindung kann man also bereits, wenn man deren
Einzelteile beachtet, einen konkurrenzfaeh igen, w i rkungsgradguenst i geb Verbrennungsmotor
bauen und ausserdem kann man eine groessere Leistung bei geringerem
Motorengewicht
nach der Erfj ndung erzielen. Denn bei der Erfindung konn man die Verdichter mit
ihren kaelteren Gasen aus leichteren Materialien bauen und die Expandsr s Entspanner
bei Jedem Doppelhub einmal arbeit leisten lassen, waehrend der Viertackt Otto Motor
nur alle vier Huebe einmal Leistung abgibt.
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Die groessere Leistung bei geringerem Gewicht ist besonders fuer
Luftfahrzeuge wichtig. Basis man noch die einzelnen praezisen Zuendungen im Vergleich
zu herkoemmlichen Motoren sparen kann, sie besonders betriebssicher gestqlten-kann,
Venttilantriebe und Steuerungen sparen kann und schliesslich mit reichlich vorhandener
Kohle fahren kann, statt auf das knapp werdende Benzin angewiesen zu sein, sind
weitere Vorteile, die sich aus der Figur 9 und den anderen Figuren der Erfindung
ergeben.
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Wie einige der weiteren Figuren der Erfindung noch zeigen werden,
zum Beispiel die Figuren 21 und 23, erscheint es-sogar moeglich, noch hoehere Kompressionen
und Brennraumdrucke zu verwirklichen, als oben bei der Besprechung der Figur 9 angegeben.
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Die Verwirklichung solch hoher Kompressions Verhaeltnisse ist daher
auch ein Ziel der Erfindung. Besonders verstaendlich wird aber anhand der Figur
9, wie wichtig die Vermeidung von Totraum ist und dass dafuer die Ausbildung der
in der. Er ndung geschriebenen Kopfflaechen und Stirnflaechen eine hohe Auswirkung
hat.
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Figur 10 mit Schnittfigur 11 zeigen einen besonders kompakten und
leichten Motor der Erfindung, der jedoch nicht auf das System der Trerrnung von
Kompressor, Expander und Brennkammer beschraenkt ist, sondern der auch fuer Otto
und Diesel oder Zweitackt Motoren angewendet werden kann. Er soll die schwere und
teure Kurbelweil der herkoemmlichen Motoren ueberwinden und ein besonders kompaktes
Radialkolbenaggregat schaffen.
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Der Motor oder das Aggregat der Figuren 10,11, das auch als hydraulische
oder pneumatische Pumpe, Motor oder Kompressor ver = wendbar ist, hat mind sten
einen Zylinder angeordnet, verwendet meistens aber eine Mehrzahl von Zylindern 1,
die in Sternform um die mittlere Welle 20 angeordnet sind, Die vielfache Verwendbarkeit
gilt auch fuer die Aggregate der Figuren 21,23,26, 31,35,37,46 und 47.
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Soweit in den betreffenden Figuren vier Zylinder 1 gezeichnet sind,
soll das bedeuten, dass neben der Anordnung eines einzigen Zylinders 1 eine Mehrzahl
von Zylindern 1, zum Beispiel 2,3,4,5,6,7,8,9 oder ciergleichen verwendet werden
koennen. In den Zylindern 2 reziprokieren die Kolben 2 und die Zylin der 2 haben
entsprechende Einlass und Auslassventile, zum Beispiel 10 und 11. Die Brennraeume
liegen hier in den Zylindern 1 und sind mit 15 gekennzeichnet Innerhalb der Zylindertrommel
oder unter dem einem Zylinder befindet sich ein rotierbarer Exzenterkoerper 6 mit
mindestens einer Fuehrungsflaeche 9. Normalerweise sind zwei Fuehrungsflaechen 9
als Kolbenhubfuehrungen ausgebildet.
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Soweit ist das System auch aus der bisherigen Technik zumindestens
moeglich. Doch wuerde es zu Aggregaten grossen Abmessungen fuehren.
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Daher werden duch die Erfindung die Exzenterkoerper 6 mit der mittleren
Teilringnut 7 versehen, die die Endteile 6 voneian er trennt.
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Soweit Figuren nicht index Beschreibung genannt werden, sind die Betreffenden
Figuren Schnittfi guren zu der beschriebenen Figur oder Figuren, die Einzeiteile
der beschriebenen Figur(en) in gesunder ter Darstellung zwecks Verdeutlichung von
Einzelheiten zeigen.
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In Figur 10 ist zu sehen, ddss die eigentlichen und voll runden Zylinder
1 erst in einigem Radialabstand von der Achse der Welle 20 oder des zentrischen
Teiles des Exzenterkoerpers 6 beginnen. Doch haben die Zylinder nach der Erfindung
vom Zylinder -aus
in Richtung auf die Mitte des Aggregates zu
oder in Richtung auf den Exzenterkoerper 6 zu als Fuehrungsstege ausgebildete Rodialverloengerungen
8, die im Folgendem Fuehrungsstege'8 genannt werden und an denen sich die Fuehrungsflaechen
23 fuer die Fuehrung der Kolben 2 befinden. Siehe hierzu besonders die Fi = gur
12, die die Zylinder 1 mit ihren Zylinderraeumen 15 und den im Folgenden Fuehrungsstegeçgenannten
Radialstegen mit ihren Kolbenfuehrungsflaechen 23 daran.
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Wichtig ist nun, dass diese Fuehrungsstege 8 mindestens stellenweise
oder zeitweise in die Teilringnut 7 des Exzentern koerpers 6 eintreten, also der
Exzenterkoerper 6 mit seinen seitlichen Endteilen achsial der mittleren Teilringnut
2 zeitweilig und stellen -weise an den radial inneren Spitzen der Fuehrungsstege
8 radial nach aussen vorbeitreten. In Figur 11 sieht man die Fuehrungsstege 8 stellenweise
innerhalb - Teilringnut 7 des Exzenterteiles 6.
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Soweit die Anordnung eine direkte Montage nicht zulaesst, wird der
Exzenterkoerper 6 entlang der Linie(n) 17 ..geteilt, das Aggregat zusammengebaut
und dann der Exzenterkoerper 6 wieder in der Teiliinie(n) 17 zusammen montiert.
Siehe hierzu die Tellfigur 15 mit 16, die den Exzenterkoerper 6 detailliert zeigt.
Man sieht die Lage der Kolbenhubfuehrungsfloechen 9, des Teilringschlitzes 7, die
achsialen Enddteile 6, die zentrische bflittellinie oder Achse 18 und auch die um
die Exzentrizitaet"e' davon- radial distanzierte exzentri= sche Mittellinie oder
Achse 19, um die die Kolbenhubfuehrungsflae = chen 9 mit dem Radius"Ra"ausgebildet
sind.
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Die Fuehrungsstege 8 sieht man auch in der Schnittfigur 13, die entlang
der Pfeile"B"in Figur 10 gezogen ist. Wie Figur 11 zeigt, koennen die Fuehrungsstege
8 mit Hohlraeumen zur Gewichtsersparung versehen sein. An den Kolbenfuehrungsflaechen
23 der Fuehrungs = stege 8 laufen die Gleitflaechen 16 der Kolben 2, die an den
inneren Kolbenteilen 26 mit den Kolbenfingern 26 und Lagerbett 5 mit Lagerflaeche
5 ausgebildet sind. Mehrere Einzelheiten des Kolbens 2 findet man auch in der ihn
in einzelnen Schnitten darstellenden Figur 17.
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Die Figur 17 zeigt den Kolben der Figuren 10,11 in separierter Darstellung
in Laenegsschnitten. Kan sieht den aeusseren Kolbenkopf 40 mit seinen Kolbenkopfflaechen
47, die gemaess der Erfindung komplenentaer zu den Stirnflaechen der Ventile, in
diesem Falle zu den Aussenflaechen der Rotationsventile 10,11, geformt sein sollen,wenn
die Maschine der Erfindung hohen Wirkungsgrad als Verbrennungsmotor, Kompressor
oder Entspanner erzielen soll.
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Zwischen dem aeusserem Kolbenkopf 40 und dem innerem Endyeil 26 mit
den Kolbenfingern 26 befindet sich das Kolbenmitteltell 41, das zwecks Gewichtserspannis
duenn sein kann. Im Kolbenkopf 40 ordnet man ueblicherweise mindestens einen l<bibenring
3 in ei-ner Kolbenring = nut 38 an. An den Kolbenfingern 26 befinden sich die Gleitflaechen
16 des Kolbens mit denen das Kolbeninnenteil 26 mit dessen Fingern 26 an den Fuehrungsflaechen
23 der Fubhrungsstege 8 gleiten und gefuehrt werden. Es ist zu beachten, dass dos
Kolbeninnenteil 26 in Achsialrichtung des Aggregates kurz busgebildet sein kann,
wie die obere Figur der Figur 8 demonstriertd Diese Ringe sind zur Gewichts Ersparnis
von Bedeutung. Senkrecht zur iaenglcihen Kolbenachse ist die Schwenkachse 45 angeordnet,
die zur Mittelachse der Welle 20 und des Aggregates parallel verlauft und um die
mit dem Radius 44 das Lagerbett 5 mit der Lagerflaeche 5 ausgebildet ist Die Finger
26 mit der Lagerbettflaeche 5 bilden éíne Umgreifung von mehr als 180 Grad, um den
in das Lagerbett zu legenden Kolbenschuh 4 stellen weise radial zu umgreifen, damit
er nicht aus dem Lagerbette 5 herausfallen kann und in diesem gehalten ist.
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Zurueckkehrend zu den Figuren 1o und 11 sieht man, dass der Kolbenschuh
4 mit seiner Schwenkflaeche 2 am Lagerbette 5 und dessen Lagerflaeche 5 schwenbar
gelagert ist, sodass der Kolbenschuh 4 um die Schwenkachse 45 schwenken kann. Die
Finger 26 und die Lagerbettflaeche 5 umgreifen den Kolben chuh 4 rnit der Umgreifungslaenge
46 im Abstande von der Schwenkachse 45, wie die Teilfigur 17 zeigt. Diese Umgreifung
ist wichtig, damit der Kolbenschuh 4 den Kolben 2 mit einwaerts zieht, wenn der
Kolbenschuh im Aggregate einwaerts gezogen wird.
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Waehrend der Kolbenschuh 4 mit seiner aeusseren Flaeche, der Schwenkflaeche
21 auf der Lagerbettflaeche 5 des Kolbens 2 schwenkbar gelagert ist, lauft die Innenflaeche
22 des Kolbenschuhes 4 als Laufflaeche 22 auf der Koibenhubfuehrungsflaeche 9 des
Exzenterkoerpers 6. Der Exzenterkoerper 6 ist:dadurch mittels seiner Kolbenhubfuehrungsflaechen
9. in der Lage'beim Umlauf des Exzen = terkoerpers 6, den Kolben 2 radial nach aussen
zum Kompressions-oder Exhoust=Auspuff-Hub zu drueken und zwar um den Kolben = hub
= Stroke = zweimal "e" nach Figur 16i Nach innen wird der Kolben 2 durch den Expansionsdruck
im Zylinder 15 gedrueckt, wobei der Kol benhub wieder durch den Lauf der inneren
Laufflaeche 22 des Kolbenschuhes 4 gefuehrt ist oder der Expansionshub des Kolbens
2 im Zylinderraum 15 und Zylinder 1 deÄExzenterkoerper 6 in Drehung versetzt oder
in Drehung zwecks Arbeitsabgabe haelt.
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Infolge der Einschachtelung der Fuehrungsstege 8 in die Teilringnut
7 des Exzen/terkoerpers ti wird ein besonders langer Kolbenhub = Stroke im Verhaeltnis
zum xzenterradius "Ra" erreicht, was einen besonders hohen Wirkungsgrad und eine
besonders hohe Leistung des Aggregates bringt, die äfle bisherigen Leistungsverhaelt=
nisse von Aggregaten mit innerem Kolbenhubfuehrung ohne Teilringnut im Exzenterkoerper
6 weit uebertrifft, Ohne diese Anordnung waere die Ausbildung des Aggregates als
Verbrennungsmotor kaum ratio = nell.
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Falls der Kolben beim Einiasshub nicht durch einen einen Ladedruck
erzeugenden Lader oder.Turbocharger radial nach innen getrieben wird und dabei die
Lauffiaeche 22 des Kolbenschuhes 4 an den Kolbenhubfuehrungsflaechen 9 gefuehrt
bleibt, koennen die Zugr ringe 24 angeordnet werden, wie die Teilschnittzeichnung
14 verdeutlicht. Die Kolbenschuhe 4 erhalten, dann Trageflaechen 37, die an den
an den Zugringen 24 angeordneten inneren Zugflaechen 36 gleiten. Die Zugringe 24
ziehen dann also dAe Kolbenschuhe 4 radial einwaerts und da die Kolbenfinger 26
mit 5 die Kolbenschuhe 4 stellenweise umgreifen, auch die Kolben 2 mit radial einwaerts.
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Das Aggregat nach den Figuren 10 und II mit deren Teil- und Schnitt-Figuren
soll nicht nur besonders kompakt bauen, gut die Kolben fuehren, ein gutes Hub zu
Exzenterradius Verhaelt = nis schaffen, sondern nach Moegllchkelt auch die Drehzahl
der Aggregate erhoehen und damit die Leistung weiter steigern. In schnellaufenden
A ggregaten, zum Beispiel Verbrennungsmotoren, erhalten die Pleuelteile, die die
Kurbelwelle umgreifen eine hohe Fliehkraft, die nicht mechanisch ausgieichbar ist.
Darin liegt eine obere Drehzahl begrenzung fuer Verbrennungsmotoren. Eine weitere
Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, die Fliehkraft in schnellaufenden Aggregaten,
zum Beispiel, in Verbrennungsmotoren zu beseitigen, Die Kolben laufen daher rein
radial und es gibt keine umlaufenden, der Fliehkraft unausbleiblich unterworfenen
Pleuelteile in den Aggregaten der Erfindung. Zwar haben die Exzenterkoerper 6 auch
Fliehkraft, doch laufen diese um eine zentrische Achse um, die selber nicht umlaeuft,
wie die Pleuelachse im herkoemmiichem Motor.
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Und ausserdem ist im Motor oder Aggregat der Figuren 10,11 ausroichond
chend Platz, achsial~waerts der Exzenterkoerper 6, dort Gemenge wichte anzubringen
und so die Flihkraftwirkung der Exzenterteile 6 auf den zentrischen Teil oder die
Weile 20.voll auszugleichen.
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Im Aggregat der Erfindung besteht also keine Fliehkraft Grenze. Die
einzige Grenze ist die Beschleunigung der Kolben und Schuhe, wobei diese Beschleunigungskraoften
unterworfen sind. Um diese gering zu halten, hat zum Beispiel der Kolben die duennen
Mittelteile 41.
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Zur weiteren Ausgesta tung fuer hohe Drehzahl oder hohen Wirkungsgrad
gehoert noch die Anordnung von Druckfluidtaschen an Plaetzen, die ohne diese taschen
hoher Reibung unter Gleiten oder Laufen unter Last unterworfen waeren. So ist es
zum Beispiel vorteilhaFt, , die Kraefte aufnehmende Tragtaschen als Druckfluidtaschen
mit sie umgebenden sealing lands = Dicht = flaechen auszubilden und ihnen ggf. zyklisch
oder periodisch in Relation zur Lage beim U@lauf Schmiermittel,zum Beisipiel Oel,
unter dem richtigem Drucke zu zufuehren. Das ist ausgefuehrt durch die Druckfluidtaschen
27 zwischen den Fuehrungsflaechen 23 der Fuehrungsstege 5 und den Gleitflaechen
16 der Kolbenfinger 26; durch die Druckfluidtaschen 28 zwischen der Schwenkflaeche
21 des Kolbenschuhes 4 und der Schwenbettflaeche,' des Schwenkbettes 5 des Kolbeninnenteiles
26
Kolboninnenteiles 26; durch die Druckfluidtaschen 29 zwischen
der Laufs eche 22 des betreffenden Kolbenschbhes 4 und den Kolben = hubfuehrungsflaechen
9 der Exzenterkoerper 6, und. falls Zugringe 24 angeordnet sind, durch die Drucktaschen
39 zwischen den Trageflaechen 37 der Kolbenschuhe 4 und den Zugflaechen 36 der Zugringe
24.
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Die Speisung'mit Druckfluid, zum Beispiel Oel, erfolgt zum Beispiel
durch die Zu uehrung 42 in Figur 11 durch die Zylinder oder Fueh rungsstege 1,8
oder durch besoridere Druckfluidtraeger 33, siehe Figur 14, zuzuteilen. Entsprechende
Leitungskanaele 34,30,31 usw.
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werden in das Druckfluidtaschen Speisesystem eingeschlossen.
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Infolge der hohen Anstellwinkel des Kolbenschuhes 4 zum Kolben 2 und
zum Exzenterkoerper 6, siehe Figur 11 oben und unten, wodurch die gute Leistungsabgabe
mit gut gerichteter Kraftkomponente v m Kolben 2 auf den Exzenterkoerper 6 moeglich
wird, verdienen die Druckfluidtaschen 27 besondere Beachtung und Ausbildung. Man
bildet vorteilhafterwelse mehrere solche Taschen 27 zwischen den ge = nannten Fiaechen
16 und 23 aus und schaltet sich parallel zur betre= ffenden Winkeldrehlage des Ex/zenterkoerpers
6 nacheinander zu und ab. Man bil et also eine stufenweise Zuschaltung und Abschaltung
einzelner der Taschen 27 aus. Bei guter Ausbildung koennen die Druckfiuidtaschen
ueber 95 Prozent der LastenUzusammen mit den sie umgebenden sealing lands oder Dichtflaechen
trowgen Dabei entsteht nur ganz geringe Reibung. Es ist hier entsprechend der Erfindung
wieder von Bedeutung, dass ein hydrostatisches Tragen ausgebildet wird im Gegensatz
zum hydrodynamischem Tragen der ueblichen Lager der Kurbelwellen und Pleuel. Waehrend
der Hydrodynamische Tragdruck durch Drehzahl und Abmessung begrenzt bleibt, kann
der hydrostatische Tragdruck der Ausbildung nach der Erfch'dung sehr hoch ausgebildet
werden und ggf, mehrere hundert Bar betragen. Und zwar bei kleinem Raumbedarf. Auch
das erhoeht die Leistung und den Wirkungsgrad des Aggregates, denn bei Hydrodynamiklagern
entsteht eine mit der Drehzahl steigende Reibung beim hydrodynamsichem Tragen Den
Druck in den betreffenden Druckfluidtaschen kann man zum Beispiel auch durch eine
durch den Kolben gehende Passage oder Leitung 31 dem Drucke im Zylinder anpassen.
Dann setzt man vorsorgiicherweise Trennkolben 32 in die Leitung 21 ein, damit keine
Vermi schung des Arbeitsgases im Zylinderraum 15 mi dem Druckfluid in den Druckfluidtaschen
erfolgt. Gegenbenenfalls kann man aber auch
in den Druckfluidtaschen
27,28,29 usw. erfolgt. Gegebenefalls kann man aber auch das durch die Leitung 31
ohne Trennkolben 32 in die Taschen 27-29 usw. geleitete Gas als Druckfluid in den
Taschen benutzen. Besonders dann, wenn man, wie z.B. in Figur 26, sichern kann,
dass ein Schmierfilm nur nahe,den abzudichtenden oder zu schmierenden Stellen bewirkt
ist oder wird.
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Da das Aggregat der Figuren 10,11 in Achsialrichtung sehr kurz baut
und die Zylinder 1 radial aussen viel Zwischenraum lassen, ist es moeglich, meherere
solcher Aggregate achsial hintereinander anzuordnen. Dabei setzt man die Zylinder
des hinteren Aggregates guenstigerweise auf Leck. des vorderen Aggregates, wie die
Teile 13 die Zylinder des hinteren Aggregates in Figur 11 zeigen. Die Aggregate
der Figuren 10 und 11 koennen also sehr hohe Leistungen bei guten Wirkungsgraden
aüf kleinem Raum bei geringem Gewicht erreichen und ausserdem ein gleichfoermiges
Drehmoment abgeben, insbesondere wenn man 5 Zylinder oder 7 Zylinder pro Aggregat
verwendet und zwei solcher Aggregate mit Zylinder auf Luecke hintereinander setzt.
Dabei heben die Zentrifugalkraefte der Exzenterkoeeper 6 sich gegenseitig ggf. noch
auf, wenn man sie entsprechend winkelweise versetzt.
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Figur 18 zeigt die vorteilhafte Ausbuldung eines Rotat:ons = Ventiles
der Erfindung. Das Rotierventil 10 ist im Zylinderkopf 12 in einer passenden Bohrung
umlaufend gelagert und entsprechend der Kolbenbewegung gesteuertv anhetrieben. Es
hat die Muendung 48 zum Einlassen oder Auslassen von Fluid in den Zylinder bzw.
dessen Kammer 15 hinein oder daraus herauS und ausserdem die Leitung 49 zur Zu leitung
oder Ableitung des Gases oder der Fluessigkeit zur oder von der Steuermuendung 48.
Da der Druck in der Arbeitskammer 15 auf das Rotierventil einen Druck ausuebt, wuerde
dieser es auf der der Muendung gegenueber liegenden Ruckseite an die Wand der Lagerbohrung
im Zylinderkopf 12 druecken und dort hohe Reibung verursachen. Daher werden Jenseits
der Steuermuendung, ihre radial gegonueber und achsial zueinander und von der Muendung
48 versetzt, die Druckfluidrasume 51 ausgebildetO In ihnen sind die Drucktaschen
Anpresskoerper 52 achsial verschiebbar gelagert.
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Die Verbindungsleitung 58 leitet den zeitweiligen Druck aus der Arbeitskammer
15 durch Leitung 53 in die Druckfiuidraeume 51, wodurch die Drucktaschentraeger
51 gegen die Aussenflaeche des Rotierventiles 10 druecken. Die Drucktaschen 53 werden
zusammen mit ihren Sealing lands so bemessen, dass die Summe der wirksamen Querschnitte
aus Taschen 53, tcnd ihren sealing lands oder Dichtflaechen denen aus der Steuermuendung
48 und denn sie umgebenden sealing land oder der sie umgebenden Dichtflaeche enrsprechen.
Dadurch laesst sich ein relbungsfreies oder reibungsarmes Schwimmen des Rotierventiles
10 im Zylinderkopfe 12 erreichen. Um ein Schmier mittel in die Drucktaschen S6 zu
leiten, kann man die Rohre 55 durch die Drucktaschentraeger 52 erstrecken und so
Druckfluid in die Taschen 53 lei = ten. Nach aussen verschliesst man die Druckfluidra,eume
51 durch Verschluesse 54 durch die die Rohre 55 hindurchgehen oder in sie eintreten
koennen.
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Figur 20 zeigt ein automatisches Ventil, durch das man den Jeweiligen
Druck eines ersten Fluids in ein zweites uebertragen kann.
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Zum Beispiel den Gasdruck in einer Kammer 1,2,15, benutzen kann, um
diesen im Schmiermittel automatisch zu erreichen. Man leitet zum Beispiel den Gasdruck
aus der Abbeitskammer ,z.B. 15, durch Leitung 68 in die Kammer 67, in der ein Kolben
66 achsial beweglich angeordnet und mittels Kolbenring 3 abgedichtet ist. Kolben
66 drueckt auf die Feder 65, die ihrerseits auf das Ventil 64 drueckt, das im Koerper
59 achsial beweglich ist. Die Druckfluid Zufuehrungs pumpe oder das Druckfluidspeiseaggregat
verbindet man mit Leitung 60, von wo aus es auf den Boden des Ventiles 64 drueckt.
Unter dem Kraeftespiel zwischen Druck in Raum 60 und Druck im Raum 67 komprimiert
die Feder 65 und oszilliert das Ventil 64, wobei es das Druckfluid aus Leitung 60
ueber die Nut 61 oder Heben des Ventiles 64 aus Raum 62 ablaesst, wenn der Druck
im Gas im Raum 67 schwaecher wird. Bei richtiger Bem ssung und Ausbildung erhaelt
man so einen zum Gasdruck parallelen oder gleichen Schmierfluiddruck in allen Leitungen,
die der Leitung 60 verbunden sind.
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Zum Beispiel in den Kanaelen und Leitungen der Figuren 10,11,19 oder
anderer. Leitung 63 befreit den Raum zwischen Kolben und VeniLiionDrüc«.
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Figur 21 zeigt eine Umkehrung des Aggregates der Figuren 10,11 insofern,
als der Kolbenhubantrieb und die Kolbenhubfuehrung sich nicht radial innerhalb der
Kolben, sondern radial ausserhalb von ihnen befinden. Darueber hinaus aber hat dieses
Aggregat der Figur 21 mit seiner Schnittfigur 22 die. Aufgabe, den Totraum in der
Arbei skammer 15 sokleinzu machen, dass er fast zu null wird. Dazu wird ein besonders
grosses Verhtaeltnis Kolbenhub zu Restvotumen geschaffen,,1 sodass man in den Bereich
von V2 = kleiner als o,o4 der Figur 9 eindringen und entsprechend hohen Wirkungsgrad-praktisch
dem Ottomotor gleich- und entsprechend hohe Leistung erreichen kann. Die Mehrzahl
der Zylinder 1 arbeiten nun auf eine gemeinsame innere Arbeitskammer 15. Dazu erhalten
die Kolben 2 an ihren rueckwaertigen, den Jetzt radial aeu= sseren Enden den Kolbenhubantrieb
und die Kolben 6«b fuehrung durch die bereits aus den vorbeschriebenen Figuren bekannten
Exzenterkoerper 6 mit ihren Kolbenhtibfuehrungsflaechen 9 ueber die Kolbenschuhe
4 in den Kolbenbetten 5 der Kolbenfinger 26.
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Die Kolbenkoepfe, die jetzt die radidl inneren Teile 40 des Kolbens
sind, erhalten Kolbenkopflaechen solcher Formgebung, dass sie bei der inneren Totpunktlage
der Kolben die Kammer 15 voll ausfuellen und nur einen sehr engen Mittelkanal 15
lassen, wie in Figur 21 deutlich sichtlich.Bei den dier Kolben der Figur 21 haben
die Kolbenkopfflaechen also 45 Grad relativ zur betreffenden Kolbenachse und koennen
Ebenen sein. Stirnflaechen der Ventile fallen hier weg, da die Kolben nicht gegen
Ventile laufen, sondern Kolbenkopf gegen Kolbenkopf laeuft, also 40 gegen 40 iaeuft.
Die Steuerung erfolgt in achsialer Richtung, indem das Gas in achsialer Richtung
in die gemeinsame Kammer 15 leleitet oder aus ihr abgeleitet wird.
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Die aus den anderen Figuren be,reitsbekannten Teile 3,20,6,9,41,4,
5,8,23,16,26 usw, erfuellen glelche Funktionen, wie in Figuren 10 und 11. Unterschiedlich
ist, dass die Furungsteile 8 jetzt radial aus erhalb der Zylinder 10 von den Zylindern
10 weg erstreckt sind.
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Die Dichtunsund Fuehrung 70 kann angeordnet sein, um einen Raum 69
auszubilden, der z,B. als Kompressionsraum verwendbar ist und um das Kolbenmittelteil
41 zu fuehren oder abzudichten. Dazu kann der Kolbenfinger eil 26 auf f den Kol,benhais
71 gefestigt werden und ausserdem kann die Halterung 72 angeordnet sein, um den
im Schwenkbett 5 schwenbaren Kolbenschuh 4 am Kolben 2 zu halten
Zwar
haben die Exzenterkoerper 6 zu gleicher Zeit die innere Totpunktstellung der Kolben,
die die Figur in der Mitte zeigt, doch sind unten links in Figur 21 und links in
Figur 21 die Kolbenschuhe 4 mit benachbarten Teil eler abgeschnitten und die Exzenterkoerper
relativ zur Lage im jn',ittierem Teil der Figur verdreht gezeichnet, um diese in
ihrer,entgegengesetz,ten Extremlage und Halblage unter steilem Anstellwinkel der
lWolbenschuhe 4 zu demon = strieren, Die Schnittfigur 22 entlang;d jem.Pfeile A-A
in Figur 21 zeigt deutlich das aeussere Zylinderende des Zylinders 1, die Fuehrungsstege
8 mit den Fuehrungsfl. echen 23, sowie wieder das Eintauchen der Fuehrungsstege
8 mit Flaechen 23 in die Teil ring = nut 7 des Exzenterkoerpers herein. Der Exzenterkoerper
6 braucht hier nicht mehrteilig ausgebildet werden, da er von radial aussen her
leicht die Fuehrungsteile 8 ih seine Teilringnut 7 aufneh= mend montiert werden
kann. Dem Exzenterkoerper 6 koennen die Zugringe 24 mit ihren Zugflaechen 36 zur
Umgrei@Bung der Trage = flaechen 37 der Kolbensehuhe 4 zugeordnet werden.
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In der Figur 23 mit ihren Sthnittfiguren 24 und 25 entlang den den
Pfeilen A wie in Figur 21 und B, wie in Figur 23, ist ein der Figur 21 aehnliches
Aggregat gezeigt Doch baut das Aggregat der Figur 23 noch kompakter, da die Dicht-und
Fuehrungsteile 70 weggelassen sind, also auch die Kammern 69 fortgelassen sind.
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Waehrend der sonstige Aufbau praktisch gleich zu dem der Figur 21
ist, sind in Figur 23 die Zenterachsen der Scha'eftb 20 der Exzenterk oerper 6 so
nahe beieinander, dass zum Beispiel bei 60 mm Kolbendurchmesser der Kolben 2 und
40 mm Kolben hub u Stroke, siehe in der Figur unten, nur ein Abstand "dpc" zwischen
diametral gegenueberliegenden Mittelachsen von Wellen 20 nur etwa 260 mm betraegt,
Dabei koennen bei zwei hintereinander angeordneten Aggregaten bereits um und ueber
100 Ps bei Ausbildung als Verbrennungsmo:'or verwirklicht werden. Das Aggre= gat
dieser Figur baut also besonders klein, bei geringem Gewicht und es hat wenige Teile.
Diese sind im Wesentlichem aus der bisherigen Figurenbeschreibung der vorbeschriebenen
Figuren bekannt und sie haben die gleichen respectiven Bezugszeichen
Figur
24 zeigt deutlich, wie dre Wellen 20 zum Betrieb und zur Lagerung der Exzenterkoerper
6 achsial der Exzenterteile 6 angeordnet werden und in einem Gehaeuseteil 74 gehalton
werden koennen. Die Lagerung erfolgt in don Lagern 73.
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Auch zeigt die Figur 24 die moogliche Anordnung von Gegengewich =
ten 76 zum Ausgleich der Fliehkraft der exzentrischen Teile des Exzenterkoerpers
6, sowie die moegllche Ausnehmung durch Gewichtsparende Ausarbeitungen oder Ausformungen
75 in den Exzenterkoerpern 6.
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Figur 25 zeigt noch, wie man gegebenen = falls auch ohne mechanische
Verbindung von Kolben 2, Kolbenschuh 4 und Zugringen 24 den Zusammenstoss der Kolbenkoepfe
40 verhindern kann. Zum Beispiel ist Gas aus Kanal 77 in die gemeinsame Kammer 15
geleitet. Jenseits der Kammer 15 ist ein Ueberdruckventil oder Druckventil 79 in
die Ableitung oder Uberlauf= leitung 78 geschaltet und durch Feder 80 gespannt,
Verwendet man nun einen Regler,zum Beispiel aehnlich der Figur 20, dann kann man
erreichen, Jedoch auch andersartig erreichen, dass in der Kammer 15 zur richtigen
Zeit ein solcher Druck entsteht dass dieser die Einwaertsbewegung im richtigem Moment
ausreichend abbremst, um Gegeneinanderstossen der Kolbenkoepfe 40 zu verhindern.
Bei guter Ausbi Idung ist das auch fuer sehr hohe Drehzahlen moeglich.
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Das Aggregat der Figur 23 ist daher eines mit hoher Leistungsabgabe
auf sehr kleinem Raum beis ehr geri ngem Gewicht und mit nur wenigen und einfachen
Bauteilen. Es ist auch gut zum Mas senproduktion geeignet.
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Figur 28 zeigt ein Radialkolbenaggregat, das auch als Kom= pressor
oder hydrostatisches Aggregat verwendbar ist. Der Rotor 82 hat den (die) Radialzylinder
1, indem der Kolben 2 laeuft.
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Jedoch befindet sich der Exzenterkoerper hier nicht radial innerhalb
des Kolbens 2 sondern ausserhalb desselben und ausserdem ist er nicht massiv, sondern
hohl, sodass sich Zylinder, Kol ben und Kolbenschuhe 1,2,4 innerhalb des ExzenterkoerpeY
mit seiner Kolbenhub -Fuehrungsflaeche 9 befinden.
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Teile mit gleichen Bezugzszeichen Sie in den Figuren 10,11 oder 21
,23 haben die gleiche Bedeutung auch in Figur 26 und werden daher hier nicht noch
einmal erneut beschrieben. Die Rotorstege 8 erstrecken sich wieder radial nach aussen,
wie Figur 28 zeigt, die ein Quer Schnitt durch die Mittelebene aRr Figur 26 ist.
Ein gleicher Querschnitt ist Figur 27 durch den Kol ben und zeigt das Kolben bett
5, die Leitungen 30 und Druckfluidtaschen 27. Ausserdem erstrecken sich lange Arme
2 radial nach aussen, mit denen diese Kolbenteile teil weise in die Ringnut 7 in
Exzenterhohlkoerper 6 eingreifen. Im Kolbenschwenbette 5 lieget schwenkbar,der Kolbenschuh
4.
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Der Rotor 82 ist mit einer zentrsichen, praezisen Laengs = bohrung
93 versehen, in der der Stbuerkoerper 83 passend eingreifend angeordnet ist. Er
enthaelt die Fluidleitungen 86 und 87, von denen Leitungen 86 Hochdruck und Leituhgen
87 Niederdruckleitungen sind. Ausserdem sind in ihm das Hochdrucksteuerfenster 84
und das Niederdrucksteuerfenster 85 angeordnet, mit den Umsteuerbae gen 183 dazwischen,
die die Zylinderkammern 15 zeitweilig verschliessen.
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Die Kolbenkopfflaeche 40 ist entsprechendaden Lehren der Erfi ndung
mit Form 40 ausgebildet, die komplementaer zur Aussenflaeche des Ventiles, also
in diesem Falle des Steuerkoerpers 83 ist, Bei dieser Ausfuehrung wuerde der Steuerkoerper
83 von dem Druck enthaltendem Zylinder raum 15 forgedrueckt und ein weiterer Passungsspalt
entstehen, durch den Fluid oder Gas entweichen koennte. Das verhindert die Erfindung
dadurch, dass im Steuerkoerper 83 zu dessen Laenzasachse meistens senkrechte Dr£<ck
- Kammern 95 angeordnet werden, die achsial vom Hochdrucksteuerfenster 84 versetzt
platziert sind. Die Querschnitte der Druckkammern 95 bildet man praktischerweise
zylindrisch aus, weil diese besonders einfach herstellbar sind. Die Kammern 95 erstrecken
sich von der der Druckhaelfte abgekehrten Niederdruckhaelfte des Steverkoerperts
durch dessen Mitte hindurch in den Kanal oder die Druckkanele 86 herein. In den
DrucKkamern 9S werden die darin achsial beweglichen Druckkoerper 88 angeordnet.
Sie werden durch den Druck in Druckkanal 86 Jenseits des Steuerkoerpers 83 gegen
die Innenflaeche der.Rotorbohrung 93
gedrueckt, wobei die Reaktionskraft
den Steuerkoerper 83 auf der Drúckhaelfte gegen den Teil der Innenflaeche der Rotorbohrung
gedrueckt wird, der den abzudichtenden Zylinder umgibt. Dadurch wird der Dichtspalt
93 auf der abzudichtenden Hochdruckhaeifte verengt und auf der weniger abzudichtenden
Niederdruckhaeifte erweitert. Das' sieht man durch den weiteres Spalt 93 unten in
den Jeweiligen Figuren 26 ,29 und 30. Erreicht wird das dadurch, dass der Querschnitt
der Druck Kammern 95 und der Anpresskoerper BE darin entsprechend, bemessen-werdenS;
dass die Kraft aus ihnen heraus etwas groesser wird, als die Kraft aus dem Steuerfenster
84 und dessen Umgebung' auf den Steuerkoerper 83 wird. Da die Leckage durch einen
Spalt mit der dritten Potenz der Weite des Spaltes waechst, ist die Anordnung nach
dieser Figur.
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sehr wirksam und kann acht bis ueber zwanzigfache Leckageverringerung
gegenueber nicht so ausgebildeten Steuerkoerpern in Bohrungen bringen, Die Anpresskoerper
88 erhalten wieder Druckfluidtaschen 91, die man ueber Kanaele 89 aus den Druckleitungen
86 speist und die durch sealing lands, Dichtflaechen 96 mit zur Wandflaeche der
Rotorbohrung komplementarer Form an der Rotorinnenfläeche abdichten.
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Zur Verhinderung von Vermischung von Gas und S,chmierfluid koennen
wieder Trennkolben 90 in der Leitung 89 angeordnet sein. Im Mittelteil des Steuerkoerpers
83 hat der betreffende Anpresskolben 88 Kolbenringe, Dichtringe 3 zur Abdichtung
der Druckkan ele 86.
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Damit die Niederdruckleitungen 87 nicht durch die Anpresskoerper 88
verstopft werden, erhalten die Anpresskoerper 88 einen duennen mitt= leren Mittelteil
388 zwischen dem Innenteil 288 und dem aeusserem Dichtkopfteil 188. Siehe dazu und
zu dem.Steuerkoerper insbesondere auch die Schnittfiguren 29 und 30, Die Anordnung
der Druckkammern 95 mit den Anpresskoerpern 88 darin nach der Ausfuehrung, wie in
den Figuren 26,29,30 ist sehr wirksam fuer von Gasdurchstroemte Rotoren aber aucl
fuer von Hydraulikfluid durchstroemte Pumpen und Motoren und auch fuer solche mit
verwendbar gedacht. Dabei koennen entsprechend fuer Druckrichtungsumkehrbare Aggregate
zwei Paare 95,88 angeordnet werden.
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In Figur 31, die im Wesentlichem der Figur 46 oder 47 entspricht,
ist gezeigt, dass man auch andere Verbrennungsprozesse, als den bisher beschriebenen
fahren kann. Zum Beispiel kann man den Zylinderraum 15,309 bereits verschliessen,
bevor der Kolben den inneren Totpunkt erreicht hat. Dannkann man naemlich eine zweite
Kompression oder Verbrennung im dann verschlossenem Zyl inderraume durchfuehren
und dadurfch besonders hohe Verbrennungsdrucke und Wirkungsgrade erhalten. Denn
der betreffende Kolben laeuft ja bei Mehrzylinderaggregaten durch andere Zylinderkolben
angetrieben weiter. Dazu zeigt die Figur, dass das Ventil 310 mit Wegrotieren des-Fensters
312 die Zyl inderkammer 309 bereits verschlossen hat, als der Kolben 372 noch nicht
die innerste Totpunktlage erreicht hat. Das Gas komprimiert also in der Zylinderkammer
309 beim weiterem Einwaerts ub des Kolbens weiter ueber den Aussenbrennraumdruck
hinaus Dann kann durch Einleitung 97 zum Beispiel weiterer Brennstoff in den Zylinderraum
309 gezwungen werden und dort eine zweite Verbrennung bei hoeherem Drucke erzeugen.
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Druck und Leistung koennen dabei sehr hoch werden.
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Besonders interressant ist dabei auch die stufenlose Regelung der
Verbrennungsprozesse im Spinne der Erfindung. Zum Beispiel kann erfindungsgemaess
ein Getriebe oder ein automatisches Getriebe zum Ventil 310,311 zugeordnet werden,
durch den das Ventil oder dessen Fenster 312,313 in Relation zur Lage des Kolbens
372 im Zylinder 11 ueber oder spaeter oeffnet. Man erhaelt dann Jeweils einen Prozess
mit nur Verbrennung in, der Aussenbrennkammer 7,64 oder einer zweiten kleineren
oder groesseren Nach-Verbrennung und ggf, zweiten Brennstoffzufuehrung bei etwas
oder bei viel hoerem Druck im dann verschlossenem ZySderraume 309.
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Bei Anordnung des Verstellgetriebes an dem Ventil 310,311 oder an
einem anderem der Ventile der Erfindung kann man eine vielfache Veraenderungsmoeglichkeit
des Verbrennungsprozesses erreichen.
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Zum Beispiel einen Nie/derdruckprozess im Leerlauf und einen Hoechstdruckprozess
bei Hoechtsleistungsbedarf, zum Beisp iel beim Senkrechtstart eines Flugzeuges.
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Figur 32 zeigt einen Fliehkraftregler, der die Drehzahl auf Steuerorgane
uebertra egt, da manche Teile auch abhaengig von der drehzahl zu steuern sind, um
besten Wirkungsgrad zu erreichen.
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Am Drehzahl oder Kolbengeschindigkeitsabhaengigem Rotorkoerper 98
sind Fliehkraftgewichte 100 um Lager 99 schwenkbar und drehzahl responsive oder
Kokbensgeschw i nd igkeitsrespons ive angeordnet. Mit ihren Rueckenarmen 103 dreiecken
sie bei steigender Geschwindigkeit staerker auf die Druckfeder 102 und bewegen dadurch
@ den Kolben 101, der in einem Raume im Rotor 98 angeordnet sein kann, im Rotor
98 achsialwaerts im Kraeftespiel zwischen Federdruck 98 und Fliehkraftgewicht 100.
Diese Bewegung wird benutzt das entsprechende Teil, Fluid oder dergleichen, im Aggregate
der Erfindung oder anderweitig geschwindigkeitsabhaengig zu steuern.
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Die Figuren 33 bis 48 beschreiben insbesondere einen Verbrennungsmotor
fuer den Betrieb mit Kohlebrennstoff.
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Zwar koennen die Motoren der Figuren, 33 bis 38 auch mit Benzin, Keroseen,
Dieselbrennstoff oder dergleichen betrieben werden, doch sind sie auch fuer den
Betrieb mit Khlnenstaub, Kohlenschlamm oder aehnlichen Bernnstoffen betreibbar.
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Aufgrund des Aufbraudhs der Vorraete an Erdoel wird angestrebt, die
Kohle und andere feste o&or pflanzenfoermige Brennstoffe als Treibstoff fuer
Verbrennungsmotoren zu verwenden. Diese sind in noch groseen Mengen vorhanden, doch
haben die frueheren Bemuehungen, Kohlenstaub oder Alles-Brenner Motoren zu schaffen
noch nicht zu befriedigenden Erfolgen gefuehrt. Eine der Ursachen der zu geringen
Erfolge war, dass man dieEVerbrennung des Kohlenstaubs innerhalb des herkoemmlichen
Motors versucht hat. Dabei setzten sich Reste von nicht verbrennendem Material an
den Zylinderwaenden und Kolben-Teilen ab und zerschlissen tden Motor so ueberaus
schnell, dass diese Art Motoren sich nicht in der wirtschaftlichen Verwendung durchsetzen
konnten.
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Die Erfindung will diese Maenegl dadurch ueberwinden, dass sie die
Verbrennung des nicht fluessigen oder nicht voll sauberen Treibstoffs nicht innerhalb
des bisherigen Brennraumes des herkoemmli chen Motors erfolgen laesst, sondern in
gesonderten Brennkammern die die Moeglichkeit der Reinigung von schaedliehen und
Abnutzung verursachenden Resten und Fremdkoerpern zulassen, Ein anderer Grund fuer
die Erfindung ist-der, dass zwar im zweitem WeltkrSege fast aller Treibstoff in
Deutschland damals aus Kohle-Verfluessiguny gewonnen wurde, doch diese Benzine aus
Kohle zu viel Aufwand erforderten. Die Umwandlung der Kohle in Benzin erfolgt bei
der Kohle Verfluessigung zwar mit sehr hohem Wirkungsgrade, denn fast 95 bis 96
Prozent der Kohle werden dabei zu Benzin. Der Umwandlungsprozess jedoch erfordert
bei der Aufheizung auf hohe Temperaturen und bei den dafuer erforderlichen hohen
Drucken etwa
zweimal bis dreimal mehr Kohle fuer den Betrieb der
Umwandlungsanlagen, als bei dem Umwandlungsprozess an Kohlenmenge ;n genzin oder
Oel umge-Wandelt wurde. Wenn man nunmehr nach der Erfindung die Kohle direkt im
Motor der Erfindung verbrehnt, dann wuerden die Kohle-Vorraete der Erde zweimal
bis dreimal laenger reichen, als wenn man die vorhandene Kohle nach den bisherigen
Methoden in Benzin oder Oel verfluessigt.
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Zwar wurde Vor Kurzem eine Vereinbarung zwisc hen den @nsh@@ t#tionen
Japans, der USA und der BRD abgeschlossen, modernere Kohleumwandlungsaniagen gemeinsam
zu bauen und zu betrieben, doch ist ueber diese neue Bemuehung noch nicht bekannt,
welchen Energie-Bedarf sie fuer den Umwandlungsprozess von Kohle in fluessigen Treibstoff
benoeligen wird. Die Alternative der direkten Kohle-Verbrennung und der Verbrennung
anderer Treibstoffe,zum Beispiel Holz, Pflanzen usw. direkt im Verbrennungsmotor
sollte daher weiter untersucht und eventuell auch verwirklicht werden, was Ziel
dieser Patentanmeldung ist.
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Die Aufgabe der Erfindung ist daher im Besonderen, diejenigen Mittel
zu schaffen, durch die man die unsauberen und Rueckstaende hinterlassenden Brennstoffe
in einem zur Saeuberung geeignetem oder das Eintreten von Reibresten und Abnutzung
oder Verschmutzung der Zylinder und Kolben beschraenkenden oder verhindernden Raeumen
zu ermeeglichen.
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Weitere Einzelheiten sind aus den Figuren ersichtlich, in denen verschiedene
Ausfuehrungsbeispiele der Bauarten des Motors der Erfindung dargestellt sind.
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In Figur 33 ist unter anderem eine wichtige Voraussetzung ,fuer das
Wirken der Erfindung beschrieben. Die verdichtete Luft muss mittels des Kolbens
1 aus dem Zylinder 11 mit gutem Wirkungsgrade voll herausgopresst und in den vom
Zylinder 11 getrennten Brennraum geleitel werden. Das ist in herkoemmlichen Zylindern
deshalb unrationell, weil die bisherigen Zylinder Brennraeume enthalten, die den
fluessigen Treibstoff herkoemmlicher Art darin in der Luft verbrennen lassen. Diese
Brennkammer im bisherigem Zylinder waere toter Raum im Sinne der gegenwaertigen
Erfindung. Der tote Raum wuerde mit komprimierter Luft gefuellt bleiben, sodass
die Herauslieferung der komprimierten Luft aus dem Zylinder des Kompressionsvorganges
unvollstaendig waere und den Wirkungsgrad des zu bauenden Motors der Erfindung gering
waere. Eine der ersten Bedingungen der Erfindung ist daher, den Verdichter und den
Entspanner so auszubilden, dass moeglichtst aller toter Raum vermieden wird oder
der Totraum auf ein Minimum an Volumen eingeschraenkt witd6 I;igur33 zeigt daher,
dass der Kolben 1 mit seinem Kopf genau der Form des Zylinderkopfes angepasst ist
und auf den technisch moeglich schmalsten Abstand 1901 an den Zylinderkopfboden
herangefuehrt wird, damit fast alle Gase aus dem Zylinder hertusgepress t werden
keennen. Diese Anordnung ist also eine der wichtigsten nach der Erfindung um einen
ausreichenden Wirkungsgrad verwirklichen zu koennen.
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Figur 33 gibt ferner ein Beispiel der Ausbildung der Einlass- un
Auslass-Ventile, um dem gleichem Zwecke zu dienen.
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Das Einlassventil 13 ist daher im Auslassventil 12 angeordnet und
beide bilden miteinander fluchtende untere Flaechen 912,913, die mit dem oberen
Ende des Zylinders 11 fluchten. LDer Kolben 1 naehert sich den Ventilflaechen 912,913
bis auf den Abstand 1901 an, der bei sauber gebaulen Aggregaten in der Groessenordnung
von o,ol mm bis etwa o,5 mm liegen kann. Je kuerzer der Abstand 1901 gehalten ist,
je wirkungsgradhoeher arbeitet der Motor dieses Ausbildungsbeispiels der Erfindung.
Die
Fuehrung des Auslassventils 12 im Zylinderkopfteil 25 und die Fuehrung des Einlassventils
13 inu.erhalb des Auslassventils 12 und und dem bel ref r endem Teile des Zylinderkopfes
25 unter Zwischenschaltung von Federn 912 usw. ist aus der Figur 1 ersichtlich.
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Das Einlassventil kann sich unter Turbolader Vordruck oeffnen oder
mittels Stoessel oder Hebel auf den Schaft 16. Das Auslassventil kann sich unter
Druck der Kompression im Zylinder 11 oeffnen.
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Ebenso zeigt die Figur die beisp/ielhafte Lage der Zuleitungs- und
Ableilungs Kanaele 23 und 21.
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Als Besonderheit zeigt die Figur noch die Moeglichkeit der Anordnung
eines Getriebes 17,18,19,15 usw. zur Rotation der Einlass- und / oder Auslassventiie
12,13 zum Zwecke der Reinigung der Ventil sitze. D In Figur34ist derjenige prinzipielle
Aufbau des Motors der Erfindung gezeigt, der eventuell herkoemmliche Verbrennungs
-motoren in Kohlenstaub - oder Allesbrenner - Motoren der Erfindung umwandeln kann.
Dazu waeren die herkoemmlichen Kolben, Zylinderkoepfe und Ventile durch die nach
den'Äusfuehrungsbeispielcn der Erfindung zu ersetzen. In der Figur sind der Kompressionszylinder
41 und der Expansionszylinder 51 untereinander gezeichnet, um den Motor in einer
Ebene eines Zeichnungsblattes darstellen zu kocnnen koennen. In der Praxis liegen
die Zylinder 41 und 51 oft nebeneinander oder in anderer Relativlage 2Sueinander.
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Luft oder durch Turbocharger vorkomprimierte 1.uft fliesst durch
Einlass 32 ueber das innere Einlassventil in den Zylinder 41 hinein, in dem sie
durch den Kolben @ der Figur 1 verdichtet wird.
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Nach Ende der Verdichtung wird die Luft durch das Auslassventil in
den Auslass 31 gepressl, der einen staendigen Druck haben kann, der dem maximalem
Kompressionsdruck in etwa entspricht. Aus Kanal 3 l stroemt die luft in den Brennraumein@ass
33. Im Brennraum koennen die Festte le und schwereren Fremdkoerper des Brennstaubes
oder des Brennschlammes durch den Rotor 44 radial nach aussen geschleudert und durch
den Fremdkoerpersammler 45,65, 48,52,46,47 usw.
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aus dem Brennraum entfernt werden. Die Zufuehrung des BrennstofFs
kann durch die Kanaele 3S,39, von denen einer Fluessigkeit oder Presslusl zuleiten
und mischen kann, sowie ueber die Duesen .12 43 in den Brennraum eingefuehrt werden.
Rotation mittels Getriebes 1() kann die Zerstaeubung und Verteilung und Mischung
mit der
komprimierten Luft unterstuetzen. Reiniger 45 kann gl;
i chzeitig als Sieb dienen. Anlage 49 mag der weiteren Siebung und Abfuehrung von
Fremdstoffen oderschaedlichen Stoffen dienen und mit den Mitteln 50,54,55 zusammen
arbeiten und rotiert werden. Die beschriebenen Reiningungselemente sind natuerlich
abgedichtet, damit kein Druckk -gas aus dem Brennraum entqeichen kann. Als weitere
Siebe, Reiniger dienen auch die weiteren Mittel 56,58,60,61, die ebenfalls oszillierbar
oderv rotierbar ausgeruehrtsein koennen. Doch ist es auch oft zweckmaessig diese
mit Katalysatoren 57 usw. zu belegen, damit diese katalysatoren das Brennstoff-Luftgemisch
weiter reinigen, bevor es durch den Kanal 37 den Brennraum terlaesst und in den
Expansionszylinder 51 geleitet wird. Der Expansionszylinder 51 treibt dann den Kolben
1, der die gewonnene Arbeitsenergie vom Motor nach aussen abgibt, zum Beispiel ueber
eine Kurbelwelle und der dann mit einem Teil e der Verbrennungsenergie den Kolben
1 des Kompressionszylinders 41 treibt. Die Verbrennung wird im Brennraum durch die
Zuendung 64 oder 65 eingeleitet oder sie erfolgt vonelbst, wenn die Luft hoch genug,
also heiss genug verdichtet worden ist. Nachdem die Verbrennung eingeleitet wurde,
ist es zweckdienlich, sie kontinuierlich durch kontinuierliche Beschickung mit neuer
komprimierter Luft und neuem Brennstoff aurrecht zu erhalten.
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Bei richtiger Bemessung und technisch richtiger Ausfuehrung ermoeglicht
das Erfindungs-System einen rationellen Allesbrenner Motor, insbesondere Kohlenst
aub und Koohlenschlamm Motor mit hohem Wirkungsgrade und langer Lebensdauer. Denn
die Reinigung im Brennraum, wie beschrieben, vermeidet das Eintreten von treibenden
Koerperteilen in den Expansions-Zylinder 51. Der Kompresslonszylinder 41 ist ohnehin
nicht durch Abnutzung mittels Reibteilen aus Kn hin resten gefaehrdet, da in ihn
kein Treibstoff hereinkommt.
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Im Ausfuehrungsbeispiel der Figur 35 sind die Kompressions- und Expansions-Zylinder
91 usw. in ein em Rotor 79 angeordnet und der Zylinderverschluss mit den Einlaessen
und Auslaessen ist durch einen Steuerkoerper 97 mit ebener Flaeche gebildet, an
der die obere Rotorendflaeche dichtend rotiert.
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Die Kolbenbewegung ist durch Pleuel betaetigt, die in der schraeg
gelagerten Hubscheibe 105 rotieren und gefuehrt sind.
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Getriebe 106. Leitungen und Drtickfluidtaschen 77,78,134,140,137,
137,136,138,112,120 usw. dienen der Schmierung und Kuehlung der Teile. Schaft 82
der Lagerung und Halterung des Rotors, Gehaeuse 121,98 unter anderem der Lagerung
des Steuerkoerpers 97 und dessen Anpressung an die Rotorendflaeche aus den Druckkammern
95 oder 96 heraus und die nicht genannten Teilenummern dienen Funktionen, die sich
aus der Zeichnung ergeben; In Figur 36 ist gezeigt, dass der Steuerkeerper oder
Zylinderdichtkopf 97 auch die Zu-und Abfuehrkanaele 124,128 teil/weise enthaelt
und dass er teilweise mit einer Rotationsanlage 145-146 versehen sein kann, um die
Dichtflaechen zwischen Koerper 97 und Rotor siebzig periodisch zu verlagern, damit
sie sich gegenseitig gut einschleifen und dadurch besser dichten. Ein Auslass oder
Einlass-Ventil 125 mag mit seinen Hilfsmitteln 126, 127 usw, . im jeweiliges Einlass
oder Auslass Kanal 128 oder 121 angeordnet werden. Die Kolben 72 mit Kolbenringon
129 sind im Rotor 70, der die Zylinder enthaelt, sichtbar gemacht.Ebenso sieht man
einen Teil der Kolbenpleuel 74.
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Figur 37 zeig die einfachere Ausfuehrungsart des Trieb flansches
151 fuer den Antrieb der Kolbenbewegung ueber die Pleuel 74. Wichtig sind hierin
auch noch die Schmiermittel Tauschen und Leitungen 137.158 usw. sowie die Pleuelkopfhalterungen
103,104, 105,137, die Lager 152,156 usw. .
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Figuren 38 bis 40 zeigen Ausfuehrungsbeisipiele fuer die Lage der
Einlass-Kanaele und der Auslasskanaele im Zylinderkopf oder Steuerkoerper 97. zum
Beispi@l Teile 125, 124, 162, 164, 163 vor denen die einzelnen Zylinder 91 voruober
rotieron und Cas aufnchmer oder Lufl abgeben.
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Figur 41 zeigt eine andere Alternative fuer die Ausbildung des Zylinderkopfes
eines die Zylinder enthaltenden Rotors.
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Zum Beispiel zwei rotierbare Koerper 201 und 202 mit ihren Kanaelen
und Antrieben. Darin ist auch gezeigt, dass die Kanaele, zum Beisp iel 208 durch
Luftstroeme durchblasen und dabei gekuehlt oder gereinigt werden konnen,wenn sie
bestimmte Grade der Rotation erreichen.
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Figur +2 zeigt insbesondere, wie eine Anzahl von rotierenden Koerpern
221 -226 usw. im Motorenkopfe angeordnet werden keennen, die dann in z eitlich richtiger
upeihenf olge Kanaele 227 bis 232 232 usw. zur richtigen Zeit mit dem betreffendem
Zylinder 91 verbinden.
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Figur +3 ist ein Laen/gsschnitt durch das Ausfuehrungsbeispiel eines
Kolbens mit seinen Kuehlmitteln, Schmiermitteln und Teilen der Ausbildung, unter
anderem um leicht zu sein und hohe Fliehkraefte mit Reibung an den Zylinderwaenden
in Grenzen zu halten. Die Figuren 44A und 44 B zeigen systematisch eine komplette
Anordnung eines Rotationsmotors mit seinen Ventilkoerpern im Motorenkopfe, die den
Vorteil bietet, dass nacheinander jeder Zylinder einmal oder in einer bestimmten
Relationszahl als Kompressor-Zylinder und dann abwechselnd als Expansionszylinder
arbeitet. Die entsprechenden Rotationswinkel der Ventilkoerper und der Arbeitszylinder
sind in den Figurenteilen eingetragen und ebenfalls sind in ihnen Brennstoffeinlaesse,Auslaesse
oder Kuchlstromeinlaesse, Reinibungstrom Einlaesse, Auslacstse usw. eingezeichnet.
Diese sind als laengliche Teile ind er Figur sichtbar, waehrend die Hauptteile rund
gezeichnet sind. Die Figuren zeigen alle entsprechenden Stellungen der betreffenden
Teile waehrend der Rotation, wobei der Winkel alpha jeweils die Rotatiinslage angiebt,
z.B. 1/4; 1/2, 11/28 igstel usw.
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Figur 45 zeigt das Beispielder Lagen der Kanaele ind en betreffenden
Ventilkoerpern, die im Motorenkopfe rotieren und die ligur oder Tafel unten in Figur
13 gibt die Reihenfolgen A--Einlass, C=Ko-mpression, V=Expansion,Verbrennungsfortsetzung,
E= Auspuff Vorgaenge, wobei diese periodisch wechseln, um die einzelnen Zylinder
gleichmaessigen Belastungen zu unterwerfen.
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In Figur ist gezeigt, dass der Motorenkopf rotierende Ainlass-und
Auslass-Steuerungen 323 enthaelt, die init entsprechenden Leitungen und Kuehlkanaelem
312, bis 324 usw. versehen sein keennen.
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Der Motorenkopf 327 ist entsprechend ausgebildet und enthaelt die
Sitze fuer die rotieren Teile 223, sowie die entsprechenden Kanaele.
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Das wesentli che Merkmal dieser Ausfuehrung ist, dass die Kolbenkoepfe
372 mit einer Form 303,305,302,306,304 versehen sein muessen, die den Aussenflaechen
340, 341, der Rotorventile 323 und dem Kopf 327 mit Flaeche 307 angepasst sein sollen,
damit im Zylinder 11 in der aeusseren Kolbenlage kein Totraum oder nur geringer
Totraum verbleibt.
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Figur 47 gibt alterantive Ausfuehrungsbeispiele fuer die Rotorventile
380, 381, den Motorenkopf mit Teilen 327,390, 394 usw. und den entsprechenden Kolben
273. In dieser Ausfuehrung sind die Einlass und Auslass Kanaele 387,389,340,341
eng, um die Zeit der Zuleitung oder Ableitung von Gas oder Luft in einem engem Kolbenbewegungsbereiche
zu halten. Naemlich in dem Bereiche imaeusserm Hubbereich, indem der Kolben sich
infolge der Sinus-cosinus Funktionsbewegung der Kurbelwelle kaum auf und abbewegt,
waehrend die Rotation der Rotorventile 380,381 weiter geht.
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Figur 48 zeigt eine schematische Ansicht der Lage der Brennraumanordnung
Illit den betrefrenden Kanaelen 31,34,37 zu einer Mehrzahl von Zylindern eines z.B.
herkoemmlichen Motors mit Zylindern 41A,51A,B usw., wobei die Zylinder dann jeweils
als Verdichtungs-Keinpressions, Expansions oder Auslass Arbeitsaggregate im Rahmen
der Erfindung verwendet sind.
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In Figur 49 ist ein Laenegsschnitt durch einen Umlaufkolbenmotor,
Fluegeizellenmotor, der Erfindung gezei gt, wie er teilweise aus meinen ehemaligen
Patenten 1,426,001 oder 1,426,003 bekannt ist. In den genannten Patenten laufen
die Fluges, auch Kolbenschieber genannt, in Schlitzen der Seitenwaende des Rotors
oder der Endwaende der Kolbennabe.
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In Figur 49 ist 401 die Kolbennabe , die an ihren achsialen Enden
die inneren Endwaende 403 und 404 und jenseits dieser die aeusseren Endwaende 405
und 406 traegt, die mit der mittleren Kolbennabe 401 zusammen umlaufen. Soweit ist
das Aggregat aus den genannten Patenten bekannt und die Fluegel oder Kolbenschieber
sind in der Figur nicht sichtbar, da sie sowie = so bekannt sind aus den Patenten
und zum Verstaendnis der Erfindung auch nicht weiter erforderlich sind.
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Erfindungsgemaess sind in den inneren und den aeusseren Endwaenden
403 bis 406 rotierende Ventile 414,415 angeordnet.
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Diese werden in ihrer Umdrehung relativ zur Umdrehung der Kolbennabe
und der dabei auftretenden Vergraeosserung und Verkleinerung der Arbeitskammern
491 zwischen Rotor 401 Gehaeuse 402 und den Endwaenden 403,404 durch ein Getriebe
410,411,415.gesteu = ert. Die rotierenden Ventile 414} 415 haben entsprechende Steuer
= Kanaele 417 und 418, die periodisch mit der Arbeitskammer 491 verbunden oder von
ihr abgeschaltet werden. Die Steuermuendungen 417 liegen auf einer anderen Radialhohe
der Rotorventile, als die Steuerrruendungen 417, damit einmal die Fluidleitungen
419 und ein andermal die Fluidleitungen 420 mit der Arbeitskammer 491 beim Umlauf
der Kammer verbunden Werden.
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Die Fluidleitungen 419 und 420 gehen durch die umlaufenden Teile
des Aggregates und ein Satz der Leifungen 419,420 ist der Leitungssatz fuer die
Fluidzufuehrung, waehrend der andere der Leitungssaetze 419,420 die Fluidableitung(en)
bildet.
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Mit ihren Stirnflaechen liegen die genannten Ventile 414 und 415
vorteilhafterweise in der Ebene der Auflage der inneren Endwand auf der Kolbennabe.
Die Ventilanordnung der Erfindung ist dicht, betriebssicher und ermoeglicht weite
Kontroll- und Regelmoegl chkeiten ueber das beschriebene Getriebe, dessen umlaufende
Teile 410,412 ebenfalls im Umlaufkolben gelagert sind.
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In den abgeschnittenen Teilen der Figur 49 sind die Ventile in unterschiedlichen
Stellungen gezeigt, sodass einmal das Ventil 414,415 mit der Steuermuendung 418
und das andere mal mit der Steuermuendung 417 zur Arbeitskammer 491 verbunden ist.
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Manche der Ausfuehrungsarten der Erfindung sind nicht nur fuer Gasmaschinen,
wie z.B. Verbrennungsmotoreh gedacht, sondern auch fuer hydrostatische Pumpen oder
Motoren. Wenn auch nicht die Gesamtaggregate, so doch Teile, die in ihnen verwendet
sind. So zeigen die Motoren der Figuren 35 und 37 Rotoren 70 von Achsial = kolben
Aggregaten mit glatt durchgehenden Zylindern 91, die leicht herstellbar sind. Ausserdem
zeigen diese Figuren die radiale und achsiale Lagerung des Rotors 70 auf eimer mittleren
Welle 80 oder 180. Darauf ist der Rotor 70 jeweils an einer Schulter 83 in achsi=
aler Richtung gellagert und durch den betreffenden achsial ansedrueckten Steuerkoerper
97, gegen die Schulter 83 gedrqeckt. Die mittlere Welle 80,bzw. 180 ist achsial
in einet Radial und Achsial Lager 118, 133 beziehungsweise in der sphaerisdhen kugelteilfoermigen
Hohl = pfanne eines Schraegschaftes 151, der dann seinerseits in Lageren 152 radial
und achsial gelagert ist. Bei den Ausfuehrungen dieser Aggregate ist die Kolbenpleuelfuehrung
relativ zur Achse des Rotors oder der genannten Mittelweille mit bis zu 45 Grad
angestellt, wodurch ein langer Kolbenhub fuer Hosse Leistung auf kleinem Raum und
fuer hohen Wirkungsgrad erreicht wird. In Figur 37 ist die 45 Gradanstel lung durch
Lagerung der Treibwelle oder der getriebenen Welle 150 erreicht. In der Figur 35
erfolgt der Kolben = hubantrieb beziehungsweise die Kolbenhubfuehrung bei so starkem
Anstellwinkel in einem mit der Welle umlaufendem Ringsatze 104,105, der durch ein
Schraeggetriebe 106,107 mit der Welle 80 zusammen zum Gleichlauf gezwungen wird.
Weitere Einzelheiten dieser Ausfuehrungsbeispiele sind die Druckfluidtaschen und
die Leitungen zu ihnen. Die Druckfluidtaschen dienen zur Verringerung der Reibung
zwischen aneinander beweglichen Flaechen. Solche Taschen und Kanaele findet man
in den Figuren 35 und 37 beispielsweise durch die Bezugszeichen 122,133,138,136,112,114,'118,12()
bis bis 111,158,155, 139,156,1365157s136,77978 oder weitere. Die Kolben 72 und die
Pleuelstangen 74,103 sind in Leichtbauweise mit guten Kuehl
Pleuelstangen
74,103 sind in Leichtbauweise mit guten Kuehlvorrichtungen ausgebildet, um fuBr
Verbrennungsmotoren gut geeignet zu seinen. Figuren 38 bis 40 erklaeren die Lagen
der Steuermuendungen des betreffenden Steuerkoerpers 97 im Verhaeltnis zu den betreffenden
Zylindern 91, A,B,C usw . fuer den betreffenden Arbeitsvorgang, wie Ansaugung, Kompression,
Expansion, A usstroemung, Einstroemung, Ueberstroemung usw.
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Figur 42 zeigt die zeitweiligen Lagen der beiden Rotorventile 214
der Figur 41 ueber den betreffenden Zylindern 91 des Rotors 70.
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Zur Erreichung der Erfindungsziele ist einmal eine genaue Kolbenhubfuehrung
erforderlich', bgi der die Kolbenhub -Fuehrungsteile keine grossen Ungenau igkeiten
oder Toleranzen haben. Und zum Anderen spielt immer wieder die Formgeboung der Stirnflaechen
und Kolbenkopfflaechen an Kolben, Ventilen oder Zylinderdeckeln eine wichtige Rolle
zur5Verhinderung von den Wirkungsgrad verringerndem Totraum. Die bereits beschriebenen
Kolbenkopfflaechen und die Stirnflaechen der Ventile oder des betreffenden Teiles
des Zylinderdeckels muessen zueinander ein = wandfrei komplementaer sein, wenn guter
wirkungSgrad erreicht werden soll.
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Wirtschaftlich interressanE und wichtig ist die Anpassung von Zylinderdeckeln
nach de,r Erfindung an herkoemmliche oder in Produktion befindliche Aggregate,@
Wie Verdichter, Entspanner oder komplette Verbrennungsmotoren. Dabei ist es erforderlich,
die Stirnflaechen der Ventile und Zylinderdeckel den in den herkoemml ichen Aggregaten
verwendeten Kolben kopfflaechen genau komplementaer anzupass-en, wenn man die herkoemmlichen
Kolben nicht austauschen will. Bei vielen herkoemmlichen Aggregaten ist das moeglich,
bei manchen aber auch schwierig. Vor allem dann nicht lohnend, wenn die Kolbenkopfflaeche
zu schwer werdende Ventile bei der Anpassung der Stirnflaechen erfordern wuerde.