DE3204017A1

DE3204017A1 - Drehkolbenmotor

Info

Publication number: DE3204017A1
Application number: DE19823204017
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr.-Ing. 7802 Merzhausen Heber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-02-05
Filing date: 1982-02-05
Publication date: 1983-08-25

Description

Dipi..ine. D-7802 Merzhausen Kurt V. Heber . 5 · ^{lm Laimacker 62} Docteur-lng*nleur Telefon 0761/404399

i-p !!kolbenmotor

Der Verbrennungsmotor ist eine derwesentlichen Quellen ortsungebundener mechanischer Energie und als solche von überragender volkswirtschaftlicher Bedeutung. Er ist deshalb Gegenstand umgangreicher Forschungen mit dem Ziel, eine bessere Enerqieausbeute zu erreichen. Wesentliche Bemühungen hierzu sind darauf gerichtet, die Hin- und Herbewegung des Kolbens im klassischen Otto- oder Dieselmotor in eine kreisformige Bewegung zu überführen. Es sind verschiedene derartige Motortypen bekanntgeworden, die aber aufgrung" eigener technischer Schwierigkeiten nicht den erwarteten Erfolg hatten.

Die vorliegende Erfindunq entspringt somit der Aufgabe, ein Typ eines Drohkolben-Verbrennungsmotors zu entwickeln, der nicht mit den Nachteilen der klassischen Hubkolbenmotoren oder denen der inzwischen bekanntgewordenen Kreiskolbenmotoren behaftet ist. Als Nachteile der Hubkolbenmotoren sind hier insbesondere die erhebliche Massenträgheit su nennen, die durch die Bewegungsumkehr der Kolben an den Tot punkten entsteht, mit allen sich daraus ergebenden Folgen (Vibrationen, Lagerbeanspruchung, Energieaufwand, ...).

Der Stand der Technik wird im wesentlichen durch den Kreiskolbenmotor nach F. Wankel bestimmt. Hier bewegt sich ein Kolben in einer taumelnden Bewegung in einem Gehäuse, desse Wand eine Epitrochoide bildet, und überträgt seine Kraft du eine Innenverzahnung auf eine Achse. Der Kolben selbst besi also keine feste Achse. Diese Eigenheit bedingt relativ höh. Beanspruchungen der Achslager. Dieser Motortyp weist ferner hohe Wärmeverluste auf, da die Brennkammar Teil des Gehäuse, ist, und erfordert aufwendige Abdichtungen der verschiedene! Gasräume gegeneinander. ruaißlN

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.6.

Es sind auch verschiedene Typen von Drehkolbenmotoren bekanntgeworden, bei diesen werden meist innerhalb einer kreiszylindrischen Kammer durch zwei Flügelräder Gasräume gebildet, deren Volumina sich dadurch syklisch verändern, daß mindestens eines der Flüqelräder eine ungleichförmige Drehbewegung ausführt. Hierzu ist eine aufwendige mechanische Steuerung erforderlich, die gleichzeitig die gegenseitige Synchronisation der beiden Flügelräder und die Auskopplung der mechanischen Energi bewirken muli. Es ist grundsätzlich kein fester Bezugspunkt für die Arbeitstakte im Gehäuse vorhanden, und das Gehäuse kann nicht sum Ausgleich dynamischer Kräfte beitragen, die bei ungleichförmigen üe\;equnqen zwangslaufig auftreten. Bezugspunkte zum Gehäuse ergeben sich natürlich durch die Gasöffnungen und die Zündvorrichtunq, es muß aber durch mechanische Justierung der mechanischen Steuerung dafür gesorqt werden, daß dieser Bezug cienau eingehalten wird und auch erhalten bleibt.

Ein besonderes Problem ist bei Drchkolbenmotoren die Abdichtunc der verschiedenen Gasniume. Wenn auch, wie etwa beim Wankelmotor, eine Abdichtung der einzelnen Flügel der Flügelräder gegen die Gehäusow.'inde durch eingesetzte Dichtprofile u.a. möglich ist, so entstehen jedesmal besondere Schwierigkeiten, wenn die Bewcgunqen der Dichtflächen bzw. —kanten gegeneinander nicht gleichförmig ist, oder gar eine Bewegungsumkehr orfolqrn muß. Dichtflächen werden im allgemeinen durch ein qeoiqnotes Schmiorr.ii ttel (Öl) benetzt. Dieses Schmiermittel kann bei unaleichf .".rrni qer Bewegung nicht ausreichend an die Gloitfliichen gefördert werden, da für die Förderung meist die Fliehkraft des rotierenden Kolbens ausgenutzt wird. Warden die Arbeitsräume durchmrnehrere Flügelräder gebildet, erhöhen sich· die Schwierigkeiten entsprechend.

Es muß deshalb gefordert v/erden, daß Drehkolbenmotoren gleichförmige Drehbewegungen ausführen. Dies ist beim erfindungsgemäßen Drehkolbenmotor der Fall.

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Ein Verbrennunqsmotor ist gekennzeichnet durch die Folge ι Arbeitszyklen: 1. Ansaugen, 2. Verdichten, 3. Verbrennen, 4. Ausstoßen. Die jeweiligen Gasräume besitzen also im Lai einer Umdrehung des Kolbens unterschiedliche Volumina. Au. diesem Grund entfallen für einen Drehkolben-Verbrennungsrm alle Bauarten, die etwa für hydraulische Motoren entwicke wurden, von denen hier, da er der vorliegenden Erfindung . nächsten kommt, der Motor nach "Hef-Marcel" (Frankreich)
genannt werden soll (Zellenrad).

Der Motor nach "Hef-Marcel" besitzt als Kolben ein Flügel] dessen Flügel innerhalb eines zylindrischen Gehäuses Kamm« mit festen Volumina bilden. Diese Flügel können durch ein« Zwangssteuerung so in das Innere des Rades abgesenkt werde daß fest mit dom Gehäuse verbundene Ein- und Auslässe für hydraulische Medium angeordent werden können, ohne die FIi zu blockieren. Die Flügel stellen somit die Flächen dar, < die das hydraulische Medium innerhalb des durch Gehäusewär und Einlaß begrenzten Raums Arbeit verrichten kann.

Eine Analyse der Arbeitszyklen des Verbrennungsmotors zei< daß die Takte l(Ansaugen) und 2 (Verdichten) denen einer C pumpe entsprechen, die Takte 3 (Ausdehnung = Arbeit) und < (Ausstoßen) denen eines Hydraulikmotors. Grundgedanke der liegenden Erfindung ist daher, zwei derartige Maschinen mi einander zu koppeln, wobei auf die Anforderungen des Medit Rücksicht zu nehmen ist. Hieraus ergaben sich die kennzeic nenden Eigenheiten der vorliegenden Erfindung: die Verwend von Dichtschiebern, und die Einfügung eines besonderen Bre raums mit Ventilen· Hierbei muß mindestens ein Paar Dichts bar zeitweilig völlig versenkt werden, wobei aber deren de gehörige Bev/egung, um die Nachteile der Hubkolbenmotoren ζ vermeiden, senkrecht zur Arbeitsrichtung des Drehkolbens € gen soll. /a^

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Während die Verwendung von Dichtschiebern für Drehkolbenmotoren bereits häufiger Gegenstand von Patentanmeldungen war, ergibt sich ein neuer Gesichtspunkt aus ihrem Zusammenwirken mit einem gesonderten Gasraum, hier als Brennraum bezeichnet, da dieser das Gas nach der Kompression um den Schieber herumzuführen gestattet, sodaß es nach der Zündunq gegen diesen Arbeit leisten kann.

Dieser Grundgedanke der vorliegenden Erfindung wird durch die folgenden Erläuterungen und Abbildungen verdeutlicht· In der einfachsten Form wird die erfindungegemäße Anordnung durch zwei miteinander verbundene, an sich bekannte Drehschieberpumpen realisiert, zwischen denen der Brennraum angeordnet ist. An einer derartigen Anordnung soll der Grundgedanke des erfindunqsgemäßen Drehkolbenmotors erläutert weiden. Weitere Ausführungsformen ergeben sich dann durch geeignete Ausgestaltung des Drehkolbens und des Gehäuses, wobei die Abwandlungsmöglichkeiten hier nicht erschöpfend dargestellt werden können oder sollen. Die Abbildungen zeigen:

- Abb. 1 die Grundform aus zwei Motoren mit exzentrischei Drehschiebern und einem Brennraum;

- Abb. 2 die Grundform mit einem zum Gehäuse konzentrischen Kolben und zwei Paar Dichtschiebern, von denen eines Versenkbar ist und hier zum Kolben gehört;

- Abb. 3 vier Positionen (I bis IV) des Kolbens gegenüber dem Gehäuse, entsprechend einer vollen Umdrehung des Kolbens, in der Anordnung nach Abb. 2, in linearer Abwicklung dargestellt;

- eine Darstellung analog zu Abb. 3 für den Fall eines Kolbenrades mit festen Schiebern in Form von Schneckenlinien, wobei die beweglichen Schieber in axialer Richtung ausweichen^ der Umfang linear abgewickelt;

- Abb. 5 eine bevorzugte Ausführungsform den Anordnung nach Abb. 2, wobei feste und bewegliche Schieber gegeneinander vertauscht sind.

Original inspected bad

Der qrundsntzliche Aufbau des erfindungsqemäßen Drehkolbenmotors geht aus Abb. 1 hervor. Hiernach rotiert in einer ersten zylindrischen Kammer ein zylindrisches Rad 7 mit zwe Schiebern 9, die durch Vorrichtungen 11 gegen die Umfangswa der Kommer gedruckt werden. Der Berührungspunkt des Rades 7 mit der Umfanqswand in deren Scheitelpunkt ist auf geeignet Weise gasdicht verschlossen. Diese Konstruktion ist im wese liehen bekannt. Bei Drehung des R_ades 7 im gezeigten Sinn bildet sich, ausgehend vom Gaseinlaß 1, ein sich stetig ver ßernder Gasraurn, in den der Schieber 9 Gas ansaugt. Bei for gesetzter Drehung des_fRades 7 verkleinert sich der Gasraum wieder gegen den Auslaß 2, wobei dieser Gasraum inzwischen durch den gegenüberliegend angeordneten Schieber 9* gegen de Gaseinlaß abgeschlossen ist. Das Gas wird somit verdichtet.

Das verdichtete Gas gelangt durch das Ventil 2 im Gasauslafi den Brennraum 6, der* im übrigen durch das Ventil 4 verschic ist. Nach Abschluß der Verdichtung wird Ventil 2 geschlosse das Gas durch die Vorrichtung 3 gezündet, und das Ventil 4 geöffnet. Das sich ausdehnende Gas gelangt hierdurch in eir zweite zylindrische Kammer, deren Aufbau grundsätzlich dem ersten Kammer gleicht. Das Gas dehnt sich gegen einen der beiden Schieber 9_f9* des Rades 7· aus und erteilt diesem dadi die gewünschte Drehbewegung. Das Gas entweicht schließlich durch den Auslaß 5. Die Achse des Rades 7¹ erlaubt die dire Auskopplung der entwickelten mechanischen Energie. Insbesor ist es möglich, die Räder 7· und 7 über diese Achse starr π einander su verbinden, wodurch sich eine kontinuierliche Fc der Arbeitstakte ergibt. Dies ist jedoch nicht zwingend eri derlich, und das Rad 7 kann unabhängig vom Rad 7· laufen, sofern nur das Gas zu den erforderlichen Bedingungen bereu steht, wenn Ventil 2 geöffnet wird.

Die Ventile 2 und 4 müssen synchron zum Rad 7» öffnen bzw. schließen. Hierfür ist eine direkte Betätigung durch Nocker auf der Achse des R^cIv; 7¹ oder jede andere indirekte Betäi gung mit'· Hilfsenergie möglich, gesteuert durch die Stellung des Rades 7». Die einfachste Steuerung ergibt sich, be:L Hir

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nähme einen entsprechend verringerten thermischen Wirkungs— grades, durch den überdruck des verdichteten bzw. des gezündeten Gases. In diesorn Fall sind die Ventile einfache Überdruck*- (Rückschlag-)ventile.

Die kennzeichnenden Merkmale der vorliegenden Erfindung sind somit wesentlich, denn:

- die Drehschieber bilden abgeschlossene, gegeneinander gasdicht getrennte Gasräume, in denen das Gas den dem jeweiligen Zyklus entsprechenden Zustand annehmen kann, und stellen die Elemente dar, durc.i die Arbeit in das Gas (Ansaugen, Verdichten Ausstoßen) oder vom Gas in die Außenwelt (Ausdehnen) übertrager, wird;

- der Brenrtraum mit seinen Ventilen bildet einen Zwischenspeicher für das Gas, dessen Zustand somit von der augenblicklicher Stellung des Rades 7 (vor der Zündung) bzw. 7' (nach der Zündung) nicht abhängt, und der insbesondere die Richtung des Gasflusses bestimmt.

Der Drehkolbenmotor in der erfindungsgemäßen Form hat somit: folgende Vorteile:

- direkte Abnahme der Drehbewegung

- v/enig schwingende Massen

- einfacher Aufbau

- getrennte Gasräume für die 4 Takte, getrennte Q±imierung möglich

- keine Ventile in Gaseinlaß und Gasauslaß, gegen Atmosphärendruck

- gesonderte Brennkammer, dadurch unabhängige Optimierung der Verbrennung

- keine Zwangssteuerung der Schieber erforderlich

- Zwangssteuerang der Ventile nicht unbedingt erforderlich

- Drehrichtung des Motors allein durch die Durchlaßrichtung der Ventile bestimmt

- Verdichtung und Zündung müssen nicht phasenstarr gekopplet se

- Verbund mehrerer Motorelemente möglich auf gemeinsame* Achse

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Original inspected

Die einfache Anordnung nach Abb. 1 besitzt noch Nachteile, w: Unwucht durch ex:".ont.r isch schwingende Schieber, Abdichtungspi lerne zwischen Rad 7 und UrnVii.aswand Infolge tanaential gleit« Berührung, mangelhafte Nutzung dos Volumens (ein Zyklus erfoi KWOi Umdrehunqen). Die im folgenden zu boschreibenden Ausfühi formen beseitigen diese Mängel, allerdings auf Kosten eines ! ron konstrukl. i von Aufwandes.

So zeigt Abb. 2 die grundsätzliche Anordnung eines doppeltwij den '"ot.itionssYniriio ι rischen Drehkolbenmotors in der Ansicht v< Stirnseite, Abb. 3 erläutert seine Funktionsweise in einer 1 abgewickelter· Darstellung der Arbei tsröume. Die Stellung des 7 in Abb. 2 entspricht der Darstellung (I) in Abb. 3, zu Beg vii'L* CkU'i¹ inlanphηso. Die Boweoutui «.io::- Ka.'.^s 7 in Pfeilrichtun wirkt über den mit ihm verbundenen beweqliehen Schieber 9 ge den mit dem Gehäuse verbundenen festen Schieber 10 eine Verg rung uqz Gasraurr.s (α): das Gar. wird durch den Einlaß 1 anges Gleichzeitig verdichtet dor Schieber 9 das Gas im Gasraum (b qeqen den Schieber 10', der ebenfalls fest mit dem Gehäuse 8 bunden ist. Auf der gegenüberliegenden Seite des Rades 7 wir zweite bewegliche Schieber 9' durch das sich nach der Zündun dehnende Gas im Gasriium Cc) vom festen Schieber 10' fortgedr und hierdurch das Rad 7 in Drohung vernetzt, während der Sch 9' auf seiner Vorderseite das verbrauchte Gas im Gasraum (d) den festen Schieber 10 und in den Auslaß 5 drückt.

Das verdichtete Gas (Gasraum (b) in II, Abb. 3) v/ird durch d Ventil 2 in den Brennraum 6 eingelassen. Es v/ird so um den f Schieber 10· herum und hinter den .beweglichen Schieber 9» ge und kann -zu einem passenden Zeitpunkt durch die an sich beke Zündvorrichtung 3 gezündet und durch das Ventil 4 in den Gas (c) entlassen werden. In dieser Z^it muß nun durch eine geei Vorrichtung bewirkt-werden, daß der Schieber 9' in das Rad ' senkt wird, urn unter dem Schieber 10· hindurchgeführt zu wei Das gleiche gilt für die Schieber 9 und 10. Diese Vorrichtur de in den Abbildungen nicht dargestellt, da sie keine besonc technischen Schwierigke ton aufwirft. An ihrer Stelle sind c Federn 11 und 11· cinqc:: '■ ichne t.

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Die Form d-^r Schieber orcjibt sich aus der Forderung gasdichter Abtronnunq der einzelnen Arbeitsrüu.w;. So müssen die Schieber 9 und 'J¹ qegen die Urnf angswand des Gehäuses, gegen das Rad 7 im ausgefahrenen v/ic im versenkten Zustand und auch gegen die fe:;U'n Schieber 10, 10· abdichten, während umgekehrt die feste: Schieber 10, 10' qoqen das Rad 7 und dess'en bewegliche Schiebe 9 und 9' abdichten müssen. Durch geeignete Formgebung der Dichtkanten der Schieber 9, 9¹ bzw. 10, 10' gegeneinander kann erreicht werden, d :ß nicht nur gasdichte Abtrennungen geschaffen werden, sondern es kann auch die genannte Vorrichtung zum Absenken dor beweo i ichen Schieber darin bestehen, daß die beweglichen Schieber 9, ^l)' durch eine Gleitbewegung an den festen Schiebern 10, 10' entlang geführt un<9 gleichzeitig in das Rad ' versenkt wurden. Im Interesse eines guten Kompressionsverhältnisser, ist es insbesondere wichtig, daß der Gasraum (b) in (III-Abb. 3, völlig verschwindet, da sein Volumen nicht genutzt werden kann. Die In Abb. 2 und 3 dargestellte Form der Schiebe: als schmale Koilc stellt insofern nur eine von vielen möglicher Ausführunqsforrnen dar. Eine in dieser Hinsicht günstigere Form wird in Abb. 5 erläutert.

Der in Abb. 2 und 3 dargestellte Motortyp zeichnet sich dadurct aus, daß die als Arbeitswände wirkenden beweglichen Schieber 9 und 9' von beiden Seiten mit dem Arbeitsmedium beaufschlagt werden: sie arbeiten doppeltwirkend. Ferner nimmt zwar auch hier ein Arbeitszyklus mit seinen vier Takten zwei Umdrehungen des Rades in Anspruch, es überlappen sich aber 4 Zyklen, sodaß im Laui einer Umdrehunq des Rades 7 zwei Arbeitstakte (Zünden und Ausdehnen) stattfinden.

Abb. Λ beschreibt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sich die beweglichen Schieber 9 und 9' nicht in radialer, sondern in axialer Richtur bewegen, und daß sie nicht Teil des Rades 7, sondern des Gehäuses 8 sind. Das Tr."qhei tsmoment des Rades ist somit konstant, womit bessere Lauf eiqc r.schaf ten zu erwarten sind.

INSPECTED

j-.\a:. Λ :;i;t.j.ll v--s-chieder.a rl, ..:en eic·:; Arbeitszyklus dar, wöbe :j, r Ari ·Ι!.·ι-:ΐΐ.ι i ci<?wi <?::c; IL ir; Druursicht dargestellt wurde. '..<;. in /\br.. "i v/inc/e riar feste Gehäusc°schraffiert dargestellt und der Drc.-hw.inke2 d'.s Raao.:. 7 in bezug auf das Gehäuse 8 tiiiLTh 'i in /κΊιίί υ - 2'W boc:hr inbnn.

In d^:ccer ,»usiünri .igsforrn bilden die festen Schieber 10, 10' '..'."nde, die Teile einer Schraubenlinie bilden, wobei diese War um eine- hin- und i.-.-rqehende Bowequng der beweglichen Schiebet 9, 9· zu orrnügl i ei.an, jeweils entgegengesetzte Steigung haber müssen. Ur.i oii.e doppeltwirkende Arbeitsweise zu erreichen, di Vor toi Io sowohl i η boi'.ug aiu <,?ine bessere Volumenausnutzung ν ■;iir Vei :,ic itlurif] :i7i'iälec Kräfte bietet, bestehen die Schieber S './' jeweils aus ::ι·/θ' Hälften, die starr miteinander verbunden sind, soweit os di·: Form der VJände IU, 10· zuläßt. Im Interes einer gleichförrnigon Bewegung der Schieber 9, 9' kann es vorteilhaft sein, die festen Wände 10, 10' nicht, wie dargestel] als Geradenstücke (in der Abwicklung) auszubilden, sondern a] Sinuslinie. Du die Schieber 9, 9' jeweils einzeln gegen die Wände 10, 10' abdichten müssen, ist ihr gegenseitiger Abstanc von der Wandstärke der Wände 10, 10· sowie von eventuellen Erfordernissen für eine gute Abdichtung anhängig.

Die jeweils entgegengesetzte Steigung der 'Wände 10, 10· erfc dort einiqe Besonderheiten der Gasführung. So wurden, im Vergleich zur Ausführungsforrn der Abb. 3, Gaseinlaß 1 und Gasaue 5 mittig angeordnet, die öffnungen (2 und 4 bzw. 2¹ und 4¹) c Brennraumes 6 (gestrichelt dargestellt) müssen aber jeweils paarweise überkreuz angeordnet werden, um ein möglichst gerir Volumen des Restgasraumes zu erreichen. Der Brennraum 6 selbs und die Zündvorrichtung 3 sind unabhängig von der Steigung d€ Wände 10 und 10', und auch die Ventile 2 und 4 bzw. 2' und 4' können weiterhin selbsttätig wirkende Überdruckventile sein. Im übrigen ist es auch hier, wie für die Ausführungsform nach Abb. 2 und 3, möglich, die Ventile durch Verschlüsse zu erset die direkt oder indirekt durch das Rad 7 betätigt werden und somit zwangsgesteuert i>ind.

Abb. 5 schließlich stellt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, die sich gegenüber der Form nach Abb. 2 dadurch auszeichnet, daß die festen Schieber 1O, 10· dom Rad 7 zugeordnet sind und zusammen mit ihm ein Ov.alrad bilden. Hierdurch IgL das Rad stets ausgewuchtet und auch besonde: einfach herzustellen, und die beweglichen*Schieber 9, 9·, die letzt in das Gehäuse 8 versenkbar sein müssen, führen eine sim förmige Bewegung aus. Hierdurch ist einerseits eine Verbesserui der Laufeigenschaften zu erwarten, andererseits wird es möglich die Schieber 9, 9' als Teil eines schwingungsfähigen Systems ai zubilden, sodaß für ihre gesteuerte Eewegung nur wenig Energie benötigt wird. Der Schieber 9, der Kompressions- und Expansion.«· raum gegeneinander abtrennt, behindert zwar den Brennraum 6 unc die beiden'Ventile 2 und 4, iedoch ird diese Schwierigkeit behoben, wenn letztere in einer Stirnwand des Gehäuses angeordnet werden. Die Abdichtung des festen Schiebers 10, 10' gegen dan Mantel des Gehäuses 8 kann durch eine Dichtlippe und/oder durct einen Ölfilm verbessert v/erden, wobei die Dichtlippe so ausgeformt sein kann, daß der bewegliche Schieber 9, 9* auf ihr abgleitet. Die Wirkung einer derartigen Dichtlippe wird durch die Zentrifugalkraft des rotierenden Ovalrads verstärkt·

Die hier dargestellten Ausführungsforrnen können keine erschöpfende Aufzählung niler erfindungsgemäßen Ausgestaltungen des Drehkolbenmotors sein. Als Beispiele seien angeführt, daß die Kammer des Gehäuses 8 nicht notwendig die Form eines Kreiszylir ders haben muß, und daß das Rad 7 und das Gehäuse 8 die allgemeine Form von Ellipsoidcn haben können. Eine gesonderte Stirnwand kann dann entfallen. Hier wird es dem Fachmann leicht möglich sein, Ausführungsformen zu finden, die besonderen technischen Anforderungen entsprechen. Durch einfache Vervielfachung können weiterhin mehrere Brennkammern mit allen zugehörigen EIe menten, Schiebern, usw., auf dem Umfang eines Gehäuses angeordnet v/erden, oder auch mehrere Motorelemente auf einer gemeinsamen Achse· Schließlich kann an Stelle der Zündvorrichtung 3

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eine Einspritzvorrichtung für Kraftstoff vorgesehen werden, sodaü der erfindunqsqomüße Drehkolbenmotor sowohl als Ottowie als Dieselr.otor verwendbar ist. Im übriqen muß diese Vo richtung nicht Tf?il der Brennkammer sein, wie hier stets da gestellt, sondern kann auch hinter dem Ventil 4 angeordnet den. Grundsätzlich kann natürlich auch der erfindungsgemäße Motor dazu verwendet werden, die Enthalpie eines Gases zur Umwandlung in mechanische Arbeit zu nutzen. Ein derartiger Vorgang ergibt sich beispielsweise, wenn durch die ersten beiden Takte eine Flüssigkeit in die Brennkammer gefördert wird, wo sie durch Energiezufuhr, z.B. durch Erhitzen, in gespannten Dampf umgewandelt-wird,' der dann mechanische Arb leistet.

Li teratur:

Lucqer, Lexikon dor Technik/Lexikon der Enerqietechnik und Kraftmaschinen, DVA Stuttgart 1965

J. Deflaceliere, "La tnnchine hydraulinue universelle", Industries et Techniques, 1. 11. 1981, S. 83 - 84 (zum Hydraulikmotor "Hef-Marcel")

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Leerseite

Claims

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3244017-

D-7802 Merzhausen

Kult V. Heber . Im Lalmacker 62

Docttur-lngonleur ' Telefon 076t/404399

Patentansprüche

lJ Drehkolbenmotor als Viertakt - Expansionskraftymaschine, m einem in einem Gehäuse rotierenden Kolben mit fester Drehach mit ventiliosoirt Einlnß, mit Zünd-, Heiz- ,oder Einsprit vorrichturtg^vfür den Kraftstoff, und mit ventillosem Gasausla gekennzeichnet dadurch, daß:

a) mindestens 2 Paare von Schiebern verwendet werden, die au dem rotierenden Kolben und/oder am Gehäuse befestigt sind un mit diesem und miteinander auf dem Umfang des rotierenden Ko bens Gasräume bilden, deren Volumen sich mit dem Drehwinkel < Kolbens ändert, und von denen mindestens ein Paar so angeord ist, daft er. in di.ni ihm zugeordneten Bauteil (Kolben oder Geh se) völlig versenkt werden kann, und die so mit Dichtelement versehen sind, daß die von ihnen gebildeten Gasräume verände liehen Volumens qasdicht abgeschlossen sind;

b) ein besonderer Brennraum vorhanden ist, der als Zwischenspeicher für das verdichtete Gas dient.
2. Drehkolbenmotor nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,
daß ein Paar Schieber beweglich und Teil des Drehkolbens ist ein weiteres Paar Schieber fest und Teil des Gehäuses·
3. Drehkolbenmotor nach Anspruch Λ, gekennzeichnet dadurch,
daß ein Paar Schieber beweglich und Teil des Gehäuses ist,
ein weiteres Paar Schieber fest und Teil des Drehkolbens·
4. Drehkolbenmotor nach Anspruch l', gekennzeichnet dadurch,
daß zwei Drehkolben vorhanden sind, die jeweils ein Paar
beweglicher Schieber besitzen.
5. Drehkolbenmotor nsch einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennz« net dadurch, daß die Bewegungsfreiheit der beweglichen Schiet in einer Versenkung in radialer Richtung besteht.

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6. Drehkolbenmotor nach Ansprüchen 2 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Bewegungsfreiheit der beweglichen Schieber -in einer Versenkung in axialer Richtung besteht. '" ■ .■
7. Drehkolbenmotor nach Ansprüchen 2 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Bewegungsfreiheit der beweglichen Schieber in einer Versenkung in tangentialer Richtung (Abklappen) besteht.
8. Drehkolbenmotor nach Ansprüchen 5 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Verrenkung der beweglichen Schieber durch eine Hilfsvorrichtung betätigt wird.
9. Drehkolbenmotor nach Ansprüchen 5 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Versenkung der beweglichen Schieber durch den Drehko^ben gesteuert, aber aus einer unabhängigen Energiequelle bekiitiqt wird.
10. Drehkolbenmotor nach Ansprüchen 5 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Versenkung der beweglichen Schieber durch Abgleiten an den festen Schiebern zwangsgesteuert wird.
11. Drehkolbenmotor nach Ansprüchen 5 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß' die festen Schieber so gestaltet sind, daß die beweglichen Schieber eine sinusförmige Bewegung ausführen müssen.
12. Drohkolbenmotor nach Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, daß die beweglichen Schieber Teil eines schwingungsfähigen Systems sind.
13. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet dadurch, daß Gehäuse und Drehkolben die allgemeine Form eines elliptischen Zylinders haben.
14. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet dadurch, daß Gehäuse und Drehkolben die allgemeine Form von Elllpsoiden haben.
15. Drehkolbenmotor nach Anspruch 14, gekennzeichnet dadurch, daß der Drehkolben Kuoelform hat, das Gehäuse die Form eines Kreistorus.

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16«. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekei zeichnet dadurch, daß Gehäuse und Drehkolben zueinander exzi trisch angeordnet sind.
17. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 16, geker zeichnet dadurch, daß die Zünd-, Heiz- oder Einspritzvorricl· tung im Brennraum angeordnet ist.
18. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 17, geker zeichnet dadurch, daß der Brennraum so angeordnet ist, daß er mit dem Gasraum der Kompression am Ort der höchsten Kompi sion und mit dem Gasraum der Expansion am Ort der geringster Expansion verbu -den ist.
19. Drehkolbenmotor nach Anspruch 18, gekennzeichnet dadurcr daß die Öffnungen des Brennraumes zu den mit ihm verbundener Gasräumen durch Ventile verschlossen sind.
20. Drehkolbenmotor nach Anspruch 19, gekennzeichnet dadurch daß die Ventile über eine Hilfsvorrichtung durch den Drehkol betätigt werden.
21. Drehkolbenmotor nach Anspruch 19, gekennzeichnet dadurch daß die Ventile durch den Drehkolben gesteuert, aber dupch e unabhängige Energiequelle betätigt werden.
22. Drehkolbenmotor nach Anspruch 19, gekennzeichnet dadurch daß die Ventile durch den Überdruck des Kompressionsraums bz der Brennkammer automatisch betätigt werden.
23. Drehkolbenmotor nach Anspruch 22, gekennzeichnet dadurch daß der zum Auslöden der Ventile erforderliche Überdruck ein eingestellt werden kann.
24. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 20 bis 23, gekennzeichnet dadurch, daß die Ventile durch eine Kombinati· von Vorrichtungen betätigt werden.
25. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 20 bis 24, gekennzeichnet dadurch, daß die Ventile zwangsläufig gemeins. betätigt werden.

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26. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 25, gekennzeichnet dadurch, daß mehrere Motoreinheiten hintereinander auf dem Umfang von Drehkolben bzw· Gehäuse angeordnet sind.
27. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 26, gekennzeichnet dadurch, daß mehrere Motoreinheiten parallel zueinander auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind.
28. Drehkolbenmotor nach Anspruch 27, gekennzeichnet dadurch, daß die einzelnen Einheiten zueinander jeweils um einen festet Winkel auf der Achse verdreht sind.
29. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 28, gekennzeichnet dadurch, daß im Brennraum eine Enthalpieänderung des Arbeitsmediums erzeugt wird, aus der dann die mechanische Arbeit gewonnen wird.