DE3317431A1 - Viertakt-drehkolbenmotor - Google Patents

Viertakt-drehkolbenmotor

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DE3317431A1
DE3317431A1 DE19833317431 DE3317431A DE3317431A1 DE 3317431 A1 DE3317431 A1 DE 3317431A1 DE 19833317431 DE19833317431 DE 19833317431 DE 3317431 A DE3317431 A DE 3317431A DE 3317431 A1 DE3317431 A1 DE 3317431A1
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Heinz 7210 Rottweil Müller
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Description

DtpL-ang.(PM) S M 52
Patentanwalt Ne /me
Haselw©g 20
7730Villingen 24 3.5.1983
.s Heinz Müller. 7210 Rottweil
Viertakt-Drehkolbenmotor
Die Erfindung betrifft einen. Viertakt-Dreötkolbemaotor mit einem sich in einem trochoidenförmigen Gehäuse drehenden Kolben,, dessen Aussenf lache in glei cfamäBige„ jeweils mit Mulden versehene Abschnitte unterteilt ist, welche mit der inneren Mantelfläche des Gehäuses mehrere von einander getrennte Kammern bilden, die sich während einer Kolbenumdrehung abwechselnd vergrößern und verkleinern und von denen jeweils eine Kammer mit einem Ansaugkanal und eine andere Kammer mit einem Abgaskanal in Verbindung steht, während eine weitere Kammer mit einer Zündeinrichtung versehen ist. Verbrennungsmotoren der oben genannten Art sind an sich bekannt. Beim einzigen sogenannten Kreiskolbenmotor, der bisher technische Bedeutung erlangt hat, bewegt sich ein Drehkolben der in der Form einem Bogendreieck ähnelt, in einem feststehenden trochoidßinförmigen Gehäuse. Er führt dabei eine Bewegung aus j die sich aus einer Drehung um seinen eigenen Mittelpunkt und einer Kreisbewegung dieses Mittelpunktes um den Gehäusemittelpunkt zusammensetzt. Alle drei Ecken des Drehkolbens bewegen sich dabei entlang der Gehäusewand.
V WVW« W1
Technisch wird diese Bewegung durch eine Aussenverzahnung am Gehäuse und eine Innenverzahnung am Drehkolben zusammen mit dem Exzenter hervorgerufen. Die Exzenterwelle dreht sich dabei drei mal schneller um den Gehäusemittelpunkt als der Drehkolben um seinen eigenen Mittelpunkt. Bei diesem bekannten Kreiskolbenmotor entstehen zwischen den drei Drehkolbenseiten und dem Gehäuse drei Räume, deren Volumen sich während der Drehung des Kolbens ständig ändert. Wenn eine bestimmte Kolbenseite einen Umlauf im Gehäuse vollendet hat, durchläuft der dazugehörige Raum zweimal hintereinander einen Maximal- und Minimalwert, so daß darin ein Viertakt-Prozess (ansaugen, verdichten, ausdehnen = Arbeitsabgabe, auspuffen) ablaufen kann. In den anderen Kammern geschieht mit zeitlicher Verschiebung dasselbe. Der Gaswechsel wird durch den Kolben selbst gesteuert, wobei das Gas meist durch Sehlitze am Umfang, zum Teil auch durch Öffnungen in den Seitenflächen des Gehäuses ein- und ausströmt.· Der Kreiskolbenmotor kann als Viertakt-Qtto-Motor und als Viertakt-Diesel-Motor gebaut werden. Die besonderen Vorteile des Kreiskolben bzw. Drehkolbenmotors gegenüber dem Hubkolbenmotor sind die Vibrationsfreiheit (keine hin'- und hergehenden, sondern nur rotierende Massen), kompakte Baugröße und geringes Gewicht. Durch die kreisende Bewegung des sich drehenden Kolbens um den Gehäusemittelpunkt entsteht aber bei der
KolbeBdrehung eine Unwucht, die ausgeglichen werden muß durch Ausgleichsmassen, welche ausserhalb des Gehäuses an der Exzenterwelle befestigt sein müssen und deshalb eine gewisse zusätzliche Lagerbelastung mitsichbringen. Die Aussenverzahnung am Gehäuse besteht aus einem Ritzel, das fest mit der Gehäusestirnwand verbunden und konzentrisch im Mittelpunkt des Gehäuses angeordnet ist, und um welches der Kolben kreist. Dieses Ritzel ist zur Steuerung des Kolbens in richtiger Phase zur Exzenterwelle und zur trochoiden Bahn erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Viertakt-Drehkolbenmotor der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen konzentrisch drehenden und somit unwucht freilaufenden Kolben mit einer größeren Anzahl von Arbeitstakten pro Kolbenumdrehung aufweist.
Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß im Zentrum eines von einer im wesentlichen ellipsen-= förmigen inneren Mantelfläche und ebenen Stirnwänden begrenzte Zylinderhohlraumes konzentrisch drehbar ein zylindrischer Kolben gelagert ist, dessen Durchmesser der Größe der Nebenachse der inneren Mantelfläche entspricht und der wenigstens acht in gleichen Winke!abstanden voneinander angeordnete, in achsparallelen, radialen
Führungsschlitzen radial beweglich geführte Wandelemente aufweist, deren äußere Längskanten dichtend an der Mantelfläche und deren Radialkanten dichtend an den Stirnwänden anliegen und welche die beiden sich diametral gegenüberliegenden Teilhohlräume in Kammern unterteilen, wobei die in Drehrichtung des Kolbens vor der Nebenachsenebene der inneren Mantelfläche liegenden Kammern jeweils mit wenigstens einem Abgaskanal und die unmittelbar dahinterllegenden Kammern jeweils mit wenigstens einem Ansaugkanal verbunden sind und wobei im Bereich der dem Ansaugkanal diametral gegenüberliegenden und sich unmittelbar an die Nebenachsenebene anschließenden Kammer die Zündeinrichtung untergebracht ist.
Der Hauptvorteil eines solchen Viertakt-Drehkolbenmotors besteht vor allem in dem völlig unwuchtfreien Lauf des Kolbens und darin, daß pro Kolbenumdrehung insgesamt acht Arbeitstakte ablaufen, aus denen sich nicht nur ein wesentlich gleichmäßigerer Rundlauf sondern auch eine erhebliche Leistungssteigerung bzw. eine erhebliche Verringerung des Leistungsgewichtes ergibt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wandelemente mit Federn versehen sind, welche sie radial gegen die Mantelfläche drücken. Diese Federn haben die Aufgabe,
_ Cj _
insbesondere im Anlaufbereich bzw. bei sehr niedrigen Drehzahlen, eine ausreichend große radiale Andruckkraft zwischen den Wandelementen und der Mantelfläche zu er~ saugen. Bei höheren Drehzahlen sind hier die Fliehkräfte ausreichend.
U© zwischen dem Ansawg- und Verdichtungsbereicfa einerseits und dem Zünd- bzw. Arbeitsbereich und dem Abgasausstoßbereich andererseits jeweils eine exakte und vollständige Funktionstrensiung zu ersielens ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen^ daß die innere Mantelfläche im Bereich der Nebenachsenebene einerseits zwischen dem Ansaugkanal und dem Abgaskanal und andererseits in Drehrichtung des Kolbens vor der Zündeinrichtung liegend jeweils Abschnitte aufweists deren Krüramungsverlauf der Krümmung der zylindrischen Mantelfläche des Kolbens angepaßt ist. Auf diese Weise ist mit einfachen Mitteln sichergestellt daß sich der Arbeitsgasdruck nicht rückwärts in den Verdichtungsbereich sondern nur vollständig in Vorwärtsrichtung auswirken kann und daß zwischen der Abgasausstoßphase und der Frischgasansaugphase keine Überschneidung
■4s
stattfinden kann.
Dem gleichen Zweck dienen die Ausgestaltungesa der Erfindung nach den Ansprüchen h und 5? wobei die Volumina der an sich gleich großen- Mulden jeweils maßgebend sind für das Verdichtungsverhältnis.
Veil während der kontinuierlichen Kolbendrehung ständig wenigstens eine sich verkleinernde Kammer dauernd mit dem Abgaskanal in Verbindung steht und somit ein kontinuierlicher Abgasstrom vorhanden ist, ist es sinnvoll, wenn der oder die Abgaskanäle mit einer Turbinenkammer verbunden sind, in welcher sich ein auf der Kolbenwelle sitzendes Turbinenrad befindet, welches durch die kinetische Abgasenergie zusätzlich angetrieben wird. Dadurch kann eine zusätzliche Verbesserung des Wirkungsgrades erzielt werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zur Gehäusekühlung in Kühlmittelkammern des Gehäuses ein Kältemittel unter hohem Druck eingespritzt wird, und daß der Kältemitteldampf zum Zwecke mechanischer Energieabgabe über ein mit dem Kolben verbundenes Turbinenrad geführt wird.
Auf diese Weise wird nicht nur eine wirksame Gehäusekühlung erzielt sondern zudem unter Ausnutzung der Betriebswärme zusätzliche Arbeit freigesetzt bzw. auf den Kolben oder dessen Welle übertragen wird. Auch dadurch läßt sich eine Verbesserung des Wirkungsgrades erzielen. Es versteht sich, daß hierbei nicht nur die sich aus der Treibstoffverbrennung ergebende Wärme im Gehäuse sondern auch die dem Abgas innewohnende Wärme durch entsprechende Führung des oder der Abgaskanäle durch Gehäusezonen, welche ebenfalls mit dem Kältemittel gekühlt
werden, in mechanische Antriebskraft umgewandelt werden kann.
Anhand der Zeichnung wird nun im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Viertakt-Brehkolbenmo-tor im Querschnitt Fig. 2 . einen Schnitt A-B aus Fig. i
Der in den Zeichnungsfiguren i und 2 dargestellte Viertakt-Drehkoibenmotor besteht im wesentlichen aus einem trochoidenförmigen Gehäuse i mit einer im wesentlichen ellipsenförmigen inneren Mantelfläche 2, welche zusammen mit zwei Stirnwänden 3 und h einen Zylinderhohlraum 5 begrenzt. Im Schnittpunkt der beiden Ellipsenachsen 6 und 7 ist auf einer Welle 8 ein zylindrischer Kolben 9 gelagert. Die Welle 8 ist drehfest mit dem Kolben 9 verbunden und mittels Lagern 10 und ii in den Stirnwänden 3 und ~k drehbar gelagert, während sich der Kolben 9 im Gehäuse 1 bzw. im Zylinderhohlraum 5 um seine eigene Achse konzentrisch drehen kann. Der Durchmesser des Kolbens 9 ist gleich groß wie die Nebenachse 6 der im wesentlichen elliptischen inneren Mantelfläche 2„ In acht jeweils radial verlaufenden, in gleichen Winkelabständen von jeweils 45 zueinander angeordneten;, sich jeweils über die gesamte axiale Kolbenlänge erstreckenden achsparallelen Führungsschlitzen 12 sind radial bewegliche Wandelemente 13 gelagert, die jeweils unter dem Einfluß von Druckfedern lh stehen. Die Wandelemente 13
liegen jeweils mit ihren äusseren Längskanten 15 dichtend an der inneren Mantelfläche 2 des Gehäuses 1 und mit ihren Radialkanten i6 dichtend an den Stirnwänden 3 und k an und bilden somit insgesamt acht Kammern I bis VIII, die ihr Volumen während einer Umdrehung des Kolbens jeweils zweimal zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert verkleinern und vergrößern. Im Bereich der Nebenachsenebene 6' ist die Krümmung der inneren Mantelfläche 2 jeweils über eine zur Nebenachsenebene 6' zumindest annähernd symmetrische Strecke a bzw. a1 der Krümmung der zylindrischen Mantelfläche des Kolbens 9 angepaßt, so daß in diesem Bereich zwischen der inneren Mantelfläche 2 und der äusseren Mantelfläche des Kolbens 9 unter Berücksichtigung eines Schmiermittelfilmes Flächenberührung herrscht. Die Bogenlänge der Abschnitte a und a1 entspricht etwa der halben Bogenlänge einer Kammer I bis VIII bzw. etwa einem Zentriewinkel von 22,5°.
Wie aus Fig. i ersichtlich ist, stehen die beiden unterhalb der Hauptachsenebene 71 und in der durch den Pfeil 25 angedeuteten Drehrichtung des Kolbens 9 vor der Nebenachsenebene 61 liegenden Kammern III und IV zugleich durch eine Abgasmulde 17 mit einem Abgaskanal 18 in Verbindung, der seinerseits in geringem Abstand vor der Nebenachsenebene 61 etwa an der Stelle, wo der
Abschnitt a'beginnt, in der Wandung des Gehäuses i radial nach aussen verlaufend angeordnet ist. Im bezug auf die Nebenachsenebene 6' etwa symmetrisch zum Abgaskanal18 ist auf der anderen Seit® der Nebemachsenebene 65 ein radialer Ansaugkanal 19 in der Wandung des Gehäuses i angeordnet5 der direkt mit der Kammer V und durch eine Ansaugmulde 20 zugleich auch mit der Kammer VI verbunden ist. Dabei endet dieser Ansaugkanal 19 winkelmäßig etwa an der Stelle, an welcher sich die jeweils voraus laufende Kammer volumenmäßig zu verkleinern beginnt, d. h. an der Stelle, wo die Kompressionsphase beginnt. Auf der gegenüberliegenden Seite beginnt die Abgasmulde 16 in Drehrichtung des Kolbens 19 etwa an der Stelle, wo die jeweils nachlaufende Kammer sich volumenmäßig zu verkleinern beginnt. -
An der dem Ansaugkanal 19 zumindest annähernd diametral gegenüberliegenden Stelle ist in der Gehäusewandung eine Zündeinrichtung in Form einer Zündkerze 21 angeordnet, welches in eine radiale Vertiefung 22 der inneren Mantelfläche 2 hineinragt.- In der äusseren Mantelfläche des zylindrischen Kolbens 9 sind zwischen den einzelnen Wandelementen 13 jeweils Mulden. 23 angeordnet, die sich jeweils etwa über die vorlaufende Hälfte der zwischen zwei benachbarten Wandelementen 13 liegenden Umfangsabschnitte erstrecken. Diese Mulden 23 sind ihrer
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volumenmäßigen Größe und Form nach maßgebend für das Verdichtungsverhältnis des Brennstoffgemisches und den Verbrennungsablauf. Durch die beschriebene und zeichnerisch dargestellte Anordnung des zylindrischen Kolbens 9 in dem im wesentlichen allipsenförmigen Hohlraum des Gehäuses 1 und insbesondere durch die flächenhafte Berührung zwischen der inneren Mantelfläche 2 und der äusseren Mantelfläche des Kolbens 9 in den Bereichen a und a1 ergibt sich eine exakte Trennung zwischen den ansaug- und verdichtungsseitigen Kammern V bis VIII einerseits und den verbrennungs- bzw. abgasseitigen Kammern I bis IV, so daß Rückwirkungen von der einen Seite der Nebenachsenebene 61 auf die andere Seite ausgeschlossen sind. Wie aus Fig. 1 leicht erkennbar ist, sind die sich zu beiden Seiten der Nebenachsenebene 6' diametral gegenüberliegenden im wesentlichen sichelförmigen Hohlräume zwischen der inneren Mantelfläche 2 des Gehäuses 1 und der äusseren Mantelfläche des Kolbens 9 durch die Wandelemente 13 in Kammern unterteilt, deren Volumina sich während der Drehung des Kolbens 9 in Richtung des Pfeiles 25 laufend verändern. Während auf der rechten Seite der NebenacÄsenebene 6' bis etwa zu der Stelle, wo die Abgasmulde 17 beginnt, eine Volumenvergrößerung der in Uhrzeigerdrehrichtung wandernden Kammern stattfindet, ergibt sich gleichzeitig eine Volumenverkleinerung der
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β » Λ Λ O 9 Λ I
Kammern III und IV bereits von der Stelle ab, wo das Wandelement 13 die Hauptachsenebene 7° passiert. Durch diese Verkleinerung wird das verbrannte Abgas durch den Abgaskanal 18 ausgestoßen. Auf der linken Seite der Nebenachsenebene 6" findet gleichzeitig zunächst eine Volumenvergrößerung der Kammern V und VI statt. Diese Vergrößerung der Kammern V und VI hat einen Ansaugeffekt auf den Ansaugkanal 19 zur Folge, durch ■welchen neues Treibstoffgemisch angesaugt wird. Oberhalb der Hauptachsenebene 7' findet dann in den Kammern VII und VIII eine Volumenverkleinerung und damit eine Verdichtung des angesaugten Treibstoffgemisches statt, das dann in der Position der Kammer I gezündet wird und in Folge der mit der Verbrennung einhergehenden stoßartigen Volumenvergrößerung das Antriebsdrehmoment auf das gerade voraus eilende Wandelement 13 und somit auf den Kolben 9 ausübt. Es finden pro Umdrehung des Kolbens 9 insgesamt acht vollständige Viertaktphasen statt, wobei jeweils alle vier Taktphasen, nämlich ansaugen, verdichten, verbrennen, ausstoßen, jeweils gleichzeitig ablaufen.
Durch die konzentrische und völlig unwuchtfreie Lagerung des Kolbens 9 und dessen Drehung um die eigene Achse ist ein völlig vibrationsfreier Lauf gewährleistet, der sehr hohe Drehzahlen bei einer verhältnismäßig hochfrequenten Drenmomentspulssation zuläßt. Diese Drehmomentspulssation,
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deren Frequenz der achtfachen Drehzahl des Kolbens 9 entspricht, ermöglicht mit kleinen Brennstoffmengen pro Arbeitstakt eine hohe Drehmomentsleistung, weil kleinere Kraftstoffmengen schneller verbrannt werden können und weil im vorliegenden Fall die Schubkraftkomponente, die in Umfangsrichtung wirksam wird, an einem verhältnismäßig großen Hebelarm angreifen kann. Dieser Hebelarm ist im Schnitt etwa so groß wie das geometrische Mittel zwischen dem Radius der Mantelfläche des Kolbens 9 und der halben Hauptachse der inneren Mantelfläche 2.
Es versteht sich, daß die Wandelemente 13 an ihren radialen Seitenkanten und axialen Längskanten jeweils mit Dichtungselementen versehen sind und daß auch die Stirnflächen des Kolbens 9 mit Dichtungen versehen sind, die an den Stirnwänden 3 und h dichtend anliegen.
Um das mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit durch den Abgaskanal 18 ausgestoßene Abgas nicht mit samt seiner innewohnenden Energie und Wärme direkt ins Freie verpuffen zu lassen, sondern sich diese Energie nutzbar zu machen, ist der Abgaskanal 18, wie in Fig. 2 dargestellt ist, durch ein Verbindungsrohr 26 mit einer Turbinenkammer 27 verbunden, in der sich ein Turbinenrad 28 befindet, das auf der Well« 8 konzentrisch befestigt ist. Dieses Turbinenrad 28 nimmt die dem ausströmenden Abgas innewohnende kinetische Energie auf
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-* Vb -
und gibt sie in Form eines zusätzlichen Drehmomentes an die Welle 8 weiter. Aus der Turbinenkammer 27 wird dann das immer noch foeisse Abgas durch eine Kühlkammer 29 geleitet j die von einer hohlen Kühlwand 30 umgeben ist» Diese Kühlwand 30 weist miteinander verbundene Hohlräume 31 und 32 auf, in welche Einspritzdüsen 33 bzw. 3·^ einmünden. Diese Einspritzdüsen stehen über eine Leitung 35 mit einer Flüssigkeitspumpe 36 in Verbindung, die über eine Leitung 37 aus einem Behälter 38 ein Kältemittel ansaugt, welches durch die Einspritzdüsen 33 und "3h in die Hohlräume 31 und 32 eingespritzt wird, dort verdampft und-dabei dem h<sissen Abgas in der Kühlkammer 29 Wärme aufnimmt. Durch diese Wärmeaufnahme wird das an sich leicht siedende Kältemittel unter Erhöhung seines Dampfdruckes verdampft. Mittels eines Verbindungsrohres 39 wird dieses verdampfte Kältemittel in eine zweite Turbinenkammer kO geleitet, in der sich ein Turbinenrad kl befindet, welches zusätzlich von dem erhitzten Kältemittel in der der Welle 8 bzw. dem Kolben 9 entsprechenden Drehrichtung angetrieben wird. Das Turbinenrad kl ist ebenso wie das Turbinenrad 28 auf der Welle 8 konzentrisch befestigt. Auf diese Weise findet eine zusätzliche leistungsmäßige Ausnutzung der Abgaswärme zur Erhöhung des Wirkungsgrades statt.
Nach dem gleichen Prinzip wird die Kühlung des Gehäuses i
durchgeführt. In Kühlkammern 42, 43 und 44, die untereinander in Verbindung stehen und durch einen Durchlaß 45 in der Stirnwand 4 ebenfalls mit der Turbinenkammer 40 verbunden sind, wird an verschiedenen Stellen durch Einspritzdüsen 46, 47 und 48 mittels einer Flüssigkeitspumpe 49 durch Leitungen 50 und 51 aus dem Behälter 38 Kältemittel eingespritzt, das durch die Betriebswärme erhitzt wird, verdampft,schließlich in die Turbinenkammer 40 geleitet wird, von welcher es abgekühlt wieder in den Behälter 38 gelangt. Die Flüssigkeitspumpen 36 und 49 werden in geeigneter Weise mittels geeigneter Übertragungsmittel von der Welle 8 angetrieben, die beispielsweise mit einer Keilriemenscheibe 52 und einem Getrieberad 53 versehen ist.
Da die Verdichtungsphase bei dem beschriebenen Viertakt-Drehkolbenmotor gewissermaßen auf der kalten Seite stattfindet, also nicht auf der Seite wo der Verbrennungsvorgang abläuft, ist die Gefahr der Selbstzündung wesentlich herabgesetzt, so daß eine verhältnismäßig hohe Verdichtung möglich ist, durch welche sich eine bessere Verbrennung und thermische Auslastung des Motors ergibt, was bessere Abp;aswerte ermöglicht und einen geringeren Verbrauch verursacht.
Zur Zündung des verdichteten Kraftstoffgemisches ist nicht unbedingt eine Zündkerze erfodorlich, sondern es ist auch möglich, einen elektrischen Glühstift o. dgl.
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zu verwenden. Als Kraftstoffe kommen Benzin^ Diesel, Paraffine oder gasförmige Brennstoffe infrage. Zudem !bestellt die Möglichkeit der Kraftstoffeinspritzung im Diesel- oder Otto-Verfahren.
Wie bei den bekannten Kreis- oder Drehkolbenmotoren ist auch beim erfindungsgemäßen Drehkolbenmotor die Möglichkeit gegeben, mehrere Zylinderkammern mit entsprechenden Drehkolben reihenweise miteinander zu verbinden und taktmäßig so zu steuern, daß die Arbeitstakte des einen jeweils zwischen den Arbeitstakten des anderen liegen, um so die Taktfrequenz insgesamt zu verdoppeln, zu verdreifachen usw.
Statt der im Ausführungsbeispiel vorgesehenen acht Wandelementen 13 könnten insbesondere bei größeren Motoren mehr Wandelemente vorgesehen sein. Entsprechend würde sich dann auch die Anzahl der Zündphasen pro Kolbenumdrehung erhöhen.

Claims (1)

  1. * Λ
    *· Λ
    Patentansprüche
    i„) Viertakt-Brehkolbenmotor mit einem sich in einera trochoidenförmigen Gehäuse drehenden Kolben, dessen Aussenfläche in gleichmäßige, jeweils mit Mulden versehene Abschnitte unterteilt ist," welche mit der inneren Mantelfläche des Gehäuses mehrere voneinander getrennte Kammern bilden, die sich während einer Kolbenumdrehung abwechselnd vergrößern und verkleinern und von denen jeweils eine Kammer mit einem Ansaugkanal und eine andere Kammer mit einem Abgaskanal in Verbindung stents während eine weitere Kammer mit einer Zündeinrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Zentrum eines von einer im wesentlichen ellipsenförmigen inneren Mantelfläche (2) und ebenen Stirnwänden (3 und h) begrenzten Zylinderhohlraums konzentrisch drehbar ein zylindrischer Kolben (9) gelagert ist, dessen Durchmesser der Größe der "NeTbermchse (6) der inneren Mantelfläche (2) entspricht und der wenigstens acht in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnete,- in achsparallelen, radialen Führungsschlitten (12) radial beweglich geführte Wandelemente (i3) aufweist, deren äussere Längskanten (15) dichtend an der Mantelfläche (2) und deren Radialkanten (l6) dichtend an den Stirnwänden (3 und h) anliegen und welche die
    beiden sich diametral gegenüberliegenden Teilhohlräume in Kammern (i bis VIII) unterteilen, wobei die in Drehrichtung (25) des Kolbens (9) vor der Nebenachsenebene (61) der inneren Mantelfläche (2) liegenden Kammern (III und IV) jeweils mit wenigstens einem Abgaskanal (18) und die unmittelbar dahinterllegenden Kammern (V und Vl) jeweils mit wenigstens einem Ansaugkanal (i9) verbunden sind und wobei im Bereich der dem Ansaugkanal (l9) diametral gegenüberliegenden und sich unmittelbar an die Nebenachsenebene (61) anschließenden Kammer (I) die Zündeinrichtung (2l) untergebracht ist.
    2. Viertakt-Drehkolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandelemente (13) mit Federn (lh) versehen sind, welche sie radial gegen die Mantelfläche (2) drücken.
    3. Viertakt-Drehkolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Mantelfläche (2) im Bereich der Nebenachsenebene (61) einerseits zwischen dem Ansaugkanal (19) und dem Abgaskanal (18) und andererseits in Drehrichtung des Kolbens (9) vor der Zündeinrichtung (21) liegend jeweils Abschnitte (a und a1) aufweist, deren Krümmungsverlauf der
    Krümmung der zylindrischen Mantelfläche des Kolbens (9) angepaßt ist.
    hο Viertakt-Drehkolb©nmotor nach Anspruch I5 dadurch gekennzeichnet, daß die sich jeweils zwischen zwei Wandelementen (t3) in der Mantelfläche des Kolbens (9) befindenden Mulden (23) in Umfangsrichtung eine maximale Länge von etwa drei/vier (j>/k) der Bogen- - länge eines zwischen zwei benachbarten Wandelementen (13) liegenden Mantelflächenabschnittes aufweisen und jeweils unmittelbar hinter dem während der Kolbendrehung vorauslaufenden Wandelement (l3) liegend angeordnet sind.
    5. Viertakt-Drehkolbenmotor nach Anspruch ht dadurch gekennzeichnet j daß die Mulden (23) jeweils eine in Drehrichtung zunehmende radiale Tiefe aufweisen.
    6. Viertakt-Drehkolbenmotor nach Anspruch I5 dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Abgaskanäle (l8) mit einer Turbinenkammer (27) verbunden sind, in welcher sich ein auf der Kolbenwelle (8) sitzendes Turbinenrad (S8) befindet, welches durch die kinetische Abgasenergie zusätzlich angetrieben wird.
    7. Viertakt-Drehkolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet 5 daß zur Gehäusekühlung in Kühlmittelkammern (42, ^3, 1Ik) des Gehäuses (l) ein Kältemittel
    * w W β (Ι*« *
    unter hohem Druck eingespritzt wird und daß der Kältemitteldampf zum Zwecke mechanischer Energieabgabe über ein mit dem Kolben (9) verbundenes Turbinenrad (41) geführt wird.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3517292A1 (de) * 1985-05-14 1986-11-20 Friedrich 7989 Argenbühl Buhmann Rotorkraftmaschine
DE3635615A1 (de) * 1986-10-20 1988-04-21 Karimi Rad Houshang Dipl Ing Brennkraftmaschine
DE4324958A1 (de) * 1993-07-24 1995-01-26 Ralf Arnold Deckers Verbrennungsmotor
DE4442018A1 (de) * 1994-11-25 1995-06-22 Gerhard Weber Kreiskolbensystem, insbesondere für Pumpen, Turbinen und Verbrennungsmotoren
DE10001466A1 (de) * 1999-11-30 2001-07-19 Wu Rong Jen Verbrennungsmotor
DE102006007804A1 (de) * 2006-02-17 2007-08-23 Sgl Carbon Ag Rotationsmotor für die interne Verbrennung eines Kraftstoffgasgemischs
FR2944556A1 (fr) * 2009-04-17 2010-10-22 Guy Sass Moteur rotatif
FR3102508A1 (fr) * 2019-10-29 2021-04-30 Edouard Kabakian Moteur à combustion interne

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3517292A1 (de) * 1985-05-14 1986-11-20 Friedrich 7989 Argenbühl Buhmann Rotorkraftmaschine
DE3635615A1 (de) * 1986-10-20 1988-04-21 Karimi Rad Houshang Dipl Ing Brennkraftmaschine
DE4324958A1 (de) * 1993-07-24 1995-01-26 Ralf Arnold Deckers Verbrennungsmotor
DE4442018A1 (de) * 1994-11-25 1995-06-22 Gerhard Weber Kreiskolbensystem, insbesondere für Pumpen, Turbinen und Verbrennungsmotoren
DE19502506A1 (de) * 1994-11-25 1995-08-24 Gerhard Weber Kombination von Kreiskolbensystemen für Verbrennungsmotoren
DE10001466A1 (de) * 1999-11-30 2001-07-19 Wu Rong Jen Verbrennungsmotor
DE102006007804A1 (de) * 2006-02-17 2007-08-23 Sgl Carbon Ag Rotationsmotor für die interne Verbrennung eines Kraftstoffgasgemischs
FR2944556A1 (fr) * 2009-04-17 2010-10-22 Guy Sass Moteur rotatif
FR3102508A1 (fr) * 2019-10-29 2021-04-30 Edouard Kabakian Moteur à combustion interne
WO2021084176A1 (fr) * 2019-10-29 2021-05-06 Edouard Kabakian Moteur à combustion interne

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