DE3335742A1 - Umlaufkolben-brennkraftmaschine - Google Patents

Umlaufkolben-brennkraftmaschine

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Description

  • Umlaufkolben-Brennkraftmaschine
  • Die Erfindung betrifft eine Umlaufkolben-Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Brennkraftmaschinen sind Wärmekraftmaschinen, die durch Verbrennung von Kraftstoffen in einem Arbeitraum, dessen Volumen sich ändert, nutzbare mechanische Arbeit zur Verfügung stellen.
  • In der Praxis werden hauptsächlich zwei Arten von Brennkraftmaschinen verwendet: Beim Ottomotor wird die Verbrennung durch Fremdzündung eingeleitet, während beim Dieselmotor die Verbrennung durch Selbstzündung der verdichteten Luftladung eintritt.
  • Otto- und Dieselmotoren werden als Hubkolben- und als Kreiskolbenmaschinen ausgeführt. Bei Hubkolbenmaschinen bewegt sich ein Kolben zwischen zwei Endpunkten, dem Hub, hin und her. Bei Kreiskolbenmaschinen dreht sich dagegen in einem Gehäuse ein Kolben um seinen eigenen Mittelpunkt und dieser kreist gleichzeitig um den Mittelpunkt der Maschine. Ein bekannter Vertreter der Kreiskolbenmaschinen ist der Wankelmotor.
  • Hubkolbenmotoren sind relativ kompliziert aus vielen Teilen aufgebaut. Insbesondere durch die Ventile und Ventilsteuerelemente für den Gaswechsel und die Teile zur Umwandlung der linearen Kolbenbewegung in eine Drehbewegung ist ein Hubkolbenmotor sehr aufwendig gebaut und damit teuer. Aufgrund des Hubkolbenprinzips treten Massenkräfte auf, die zu Vibrationen führen und der Motor ist insgesamt laut. Durch die große Zahl von erforderlichen Lagerstellen ist vom Motor eine relativ große Reibung zu überwinden, was den Kraftstoffverbrauch erhöht. Beim Einbau eines Hubkolbenmotors in ein Fahrzeug kommt beim Kraftstoffverbrauch zusätzlich das relativ hohe Gewicht des Motors und sein großes Bauvolumen, durch das nur bedingt stromlinienförmige Karosserien möglich sind, zum Tragen.
  • Kreiskolbenmotoren haben in der Praxis nur geringe Marktanteile erzielen können. Obwohl hier keine Bewegungsumformung notwendig ist und keine freien Massenkräfte auftreten, konnten die Kreiskolbenmaschinen wegen ihres höheren Kraftstoffverbrauchs, der hohen Herstellungskosten und der schlechteren Abgase die Hubkolbenmotoren nicht verdrängen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die vom System her einfach ist, nur wenige Bauteile enthält und dadurch preiswert herstellbar ist, und die bei wenig Gewicht nur ein kleines Bauvolumen aufweist.
  • Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Gemäß Anspruch 1 sind am Rotor eine ungerade Anzahl von Kolbenlamellen, vorzugsweise drei oder fünf, in gleichen Winkelabständen (Winkel <) angebracht. Der Rotor trägt im Bereich zwischen den Kolbenlamellen halbkugelförmige Verbrennungsmulden, die über einen Kanal Verbindung zu einer zylindrischen Bohrung im Rotor haben, in der eine Doppelhohlwelle angeordnet ist. Die Doppelhohlwelle wird mit der halben Drehzahl des Rotors in gleicher Drehrichtung angetrieben. Die Verbrennungsmulden sind zu beiden Seiten durch Muldenkanäle bis zu den Kolbenlamellen hin für den Druckausgleich verlängert.
  • Von der Verbrennungsmulde gelangen durch den Kanal, der hier als Auslaßkanal wirkt, die Verbrennungsgase in einen Zylinderraum der Doppelhohlwelle und werden von dort nach außen geführt. Durch den anderen Zylinderraum der Doppelhohlwelle wird das Kraftstoff-Luftgemisch über den gleichen Kanal, der dann als Einlaßkanal wirkt, der Verbrennungsmulde zugeführt. Der Gaswechsel erfolgt durch Schlitze in der Doppelhohlwelle. In jeweils einem axial begrenzten Bereich ist ein Schlitzpaar am Umfang hintereinander angeordnet, wobei der eine Schlitz Verbindung zum Auspuffzylinderraum der Doppelhohlwelle und der andere Schlitz zum Kraftstoff-Luftgemisch-Zylinderraum der Doppelhohlwelle hat.
  • Die Schlitzpaare sind an der Doppelhohlwelle axial und am Umfang gegeneinander gemäß Anspruch 1 versetzt so angeordnet, daß in jeder Verbrennungsmulde ein geeigneter Gaswechsel in den sich volumenmäßig ändernden Arbeitsräumen zwischen den Kolbenlamellen erfolgt, ähnlich wie bei einem Hubkolbenmotor.
  • Der erfindungsgemäße Motor läuft im Viertaktverfahren mit den bekannten Vorteilen gegenüber dem Zweitaktverfahren, wie bessere Verbrennung, bessere Abgase, etc.
  • Im Vergleich zu einem Hubkolbenmotor hat der Motor gemä3 Anspruch 1 wesentlich weniger Teile und ist prinzipiell einfacher aufgebaut. Die gewünschte Drehbewegung an einer Abtriebswelle wird unmittelbar vom Rotor zur Verfügung gestellt, so daß keine Bewegungsumwandlungsteile, wie Pleuel, Kurbelwelle, etc., erforderlich sind. Weiter sind keine Ventile und die dafür bei einem Hubkolbenmotor komplizierte Steuerung nötig. Der vorgeschlagene Motor ist insgesamt leichter im Gewicht und wesentlich kleiner im Bauvolumen. Die Herstellung ist sowohl durch den geringeren Materialverbrauch als auch durch die schnellere Montage durch weniger Teile preisgünstiger. Im Motor treten Massenkräfte auf, die von den Kolbenlamellen herrühren. Diese Massenkräfte sind zum einen klein und auch konstant in ihrer Richtung und wirken in der Exzenterachse, wodurch der Motor praktisch ohne Vibrationen läuft, was zu einfachen Ausführungsformen von Einbau- und Aufhängungselementen führt. Der Motor ist geräuschärmer und somit umweltfreundlicher, bzw. bei der Geräuschdämmung einfacher zu handhaben. Da nur eine kleine Zahl von Lagerstellen erforderlich ist (die Lagerstellen für Pleuel, Kurbelwelle, Ventile, etc. sind nicht vorhanden), hat der Motor weniger Reibung, so daß zur Überwindung der Reibung nur wenig Kraftstoff aufgewendet werden muß. Der Motor ist vorteilhaft als Antriebsaggregat für ein Fahrzeug zu verwenden, da er gewichtsgünstig ist und wegen seines kleinen Bauvolumens eine windschlüpfrige Form der Fahrzeugkarosserie erlaubt. Durch das Vorsehen einer kompakten halbkugelförmigen Verbrennungsmulde wird eine ideale Brennraumform geschaffen, weiter wird durch Zwangsströmungen in den Muldenkanälen das Gas-Luftgemisch in der Verbrennungsmulde stark verwirbelt. Dies führt zu einer sehr guten Verbrennung und damit zu guten Abgaswerten.
  • Auch gegenüber der Wankel-Kreiskolbenmaschine treten eine Reihe von Vorteilen auf: Insgesamt gesehen ist der Verbrennungsablauf günstiger. Dies wird hauptsächlich durch den halbkugelförmigen Verbrennungsraum herbeigeführt, während beim Wankelmotor der Verbrennungsraum eine sehr flache Mulde ist, die zu einem zu langen Flammenweg führt.
  • Die Verbrennung ist beim Wankelmotor langsam, so daß das Kraftstoff-Luftgemisch nicht vollständig durchbrennt. Das Arbeitsvolumen des erfindungsgemäßen Motors ändert sich wesentlich langsamer, so daß der Druck und die Temperatur auch langsamer absinken. Es wird ein normaler Viertaktprozeß mit den für Hubkolbenmotoren üblichen Zeiten durchgeführt. Beim Wankelmotor dagegen laufen der Kolben und die Welle im Verhältnis 203, was insbesondere zu Problemen im Leerlauf führt. Restgase in den Becken im Wankelmotor führen zu einer schleppenden Verbrennung, wodurch der thermische Wirkungsgrad wegen der unverbrannten Gase sinkt. Insgesamt gesehen ist der mittlere effektive Kolbendruck größer und der thermische Wirkungsgrad beim Anmeldungsgegenstand besser Beim erfindungsgemäßen Motor erfolgt nur bei jeder zweiten Umdrehung der Verbrennungsmulde ein Arbeitstakt, wodurch alle Teile thermisch weniger belastet sind als im Wankelmotor. Insbesondere die Stelle um die Zündkerze herum und die Zündkerze selbst sind thermisch weniger beansprucht und die Gefahr von Rissen in der Laufbahn in diesem Bereich, wie sie bei Wankelmotoren auftreten, ist geringer. Auch die Kühlung des Rotors kann einfacher durchgeführt werden als die Kreiskolbenliuhlung im Wankelmotor, da sich dort öl in den Kolbenspitzen sammelt, das nicht zur Abfuhr von Wärme aus dem Kreiskolben austritt.
  • Der Schmierfilm auf der Laufbahn wird häufiger aufgebracht, und die Schmierung ist insgesamt besser, weil sich der Rotor im Verhältnis zur Abtriebswelle schneller dreht als der Kreiskolben beim Wankelmotor.
  • Die Herstellung des erfindungsgemäßen Motors ist wesentlich billiger, da das Gehäuse und der Rotor einfach zu bearbeiten sind und nicht so kompliziert geformt sind wie das Gehäuse und der Dreieckkolben mit seinem Hohlzahnrad beim Wankelmotor.
  • Insgesamt gesehen ist die erfindungsgemäße Umlaufkolben-Brennkraftmaschine einfacher, billiger, verbraucht weniger und hat bessere Abgase als eine Kreiskolbenmaschine vom Wankeltyp.
  • Gemäß Anspruch 2 wird vorgeschlagen, daß die Schlitzpaare zwischen jeder übernächsten zugeordneten Verbrennungsmulde im Abstand des Winkels ç am Umfang der Doppelhohlwelle versetzt angeordnet sind. Damit wird ein gleichmäßiger Motorlauf erzielt mit einer Verbrennung in jeder zweiten aufeinanderfolgenden Verbrennungsmulde.
  • Bei einem Motor mit fünf Kolbenlamellen bzw. Verbrennungsmulden wäre dann die Zündfolge I, III, V, II, IV.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 3 ist die Innenwand des Gehäuses, die Laufbahnkurve für die Kolbenlamellen aus zwei Kreisen mit unterschiedlichen Radien gebildet, deren Mittelpunkte im Abstand der Exzentrizität e liegen. Der kleinere Kreis hat dabei seinen Mittelpunkt in der Rotorachse und entspricht in seinem Radius dem des Rotors. Die Kreislänge des kleineren Kreises entspricht einem Winkelausschnitt der Größe 9, wobei dies der Winkelabstand zwischen zwei Kolbenlamellen ist. Die beiden Kreise sind durch gemeinsame Tangenten als gerade Laufbahnstücke verbunden.
  • Durch die Übergänge von einem Kreisbogen in den anderen auf Tangentenstücken, die Tangenten an beide Kreise sind, wird ein gleichmäßiges und ruckfreies Gleiten der Kolbenlamellen auf der Laufbahnkurve erreicht.
  • Gemäß Anspruch 4 soll der äußere Zylinderraum der Doppelhohlwelle mit der Kraftstoff-Luftgemisch-Aufbereitung und der innere Zylinderraum der Doppelhohlwelle mit der Auspuffanlage Verbunden sein. Dadurch wird eine gute Verwirbelung erreicht.
  • Mit Anspruch 5.wird vorgeschlagen, die Umfangsbereiche bei jedem Schlitzpaar in etwa vier gleichgroße Sektoren aufzuteilen und diese Sektoren durch Dichtungen abzugrenzen. Der Einlaß- und Auslaßschlitz liegen dabei in zwei aneinandergrenzenden Sektoren. Wenn vorzugsweise jeder dieser Schlitze den gesamten Sektor umfaßt, ist der ganze Einlaß- oder Auslaßschlitz 80 bis 90 % der Zeit vorteilhaft geöffnet, so daß die Füllung und damit der mittlere effektive Kolbendruck größer als bei bekannten Motoren ist. Jeder Sektor ist einem Takt zugeordnet und wird dabei von dem Kanal zur Verbrennungsmulde jeweils überstrichen.
  • Mit Anspruch 6 wird eine Dichtstreifenanordnung wiedergegeben, die zu einer guten Abdichtung der einzelnen Sektoren führt.
  • Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit weiteren Einzelheiten, Merkmalen und Vorteilen näher erläutert.
  • Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Umlaufkolben-Brennkraftmaschine, Fig. 2 eine Schemazeichnung zur Darstellung der Laufbahn, Fig. 3 einen Längsschnitt entlang der Linie A-A aus Fig. 1, Fig. 4 einen Längsschnitt entlang der Linie B-B aus Fig. 1, Fig. 5 Schnitt durch eine Doppelhohlwelle entlang der Linien II, III,IV und v .aus Fig. 3, Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Doppelhohlwelle mit der Dichtungsanordnung, Fig. 7 einen Schnitt durch die Doppelhohlwelle und einen vollen Umlauf im Abstand von jeweils 450 In Fig. 1 ist eine Umlaufkolben-Brennkraftmaschine 1 dargestellt, die im wesentlichen aus einem Gehäuse 2, einem Rotor 3 und einer Doppelhohlwelle 4 besteht.
  • Der Rotor 3 enthält fünf Rolbenlamellen 5 bis 9, die gleichmäßig am Umfang verteilt sind und Radialbewegungen durchführen können. Die Kolbenlamellen 5 bis 9 gleiten an der Innenseite des Gehäuses 2. Der Rotor enthält weiter an seiner zylindrischen Umfangsfläche zwischen den Kolbenlamellen 5 bis 9 halbkugelförmige Verbrennungsmulden 10 bis 14, die durch Muldenkanäle 45, 46 bis zu den Kolbenlamellen 5 bis 9 jeweils verlängert sind.
  • Innerhalb des Rotors 3 ist eine zylindrische Bohrung angebracht, in der konzentrisch die Doppelhohlwelle 4 rotiert und mit Dichtungen gegen die Bohrung abgedichtet ist. Von jeder Verbrennungsmulde 10 bis 14 führt ein Kanal 16 zur Doppelhohlwelle 4. Dies Kanäle 16 sind alle radial gerichtet, jedoch nur ein Kanal 16 (in Fig. 3 dargestellt) führt gerade nach unten, während die anderen Kanäle, wie in Fig. 4 dargestellt, seitlich geneigt sind und zu axial versetzten Stellen führen.
  • Die Doppelhohlwelle 4 hat einen inneren zylindrischen Raum 17 und einen äußeren zylindrischen Raum 18. Die beiden Räume 17, 18 sind mit einem Auslaßschlitz 19 und einem Einlaßschlitz 20 als Verbindung zur Doppelhohlwellenaußenwand versehen. Der innere, zylindrische Raum 17 dient als Abgaskanal, während der äußere, zylindrische Raum 18 als Zuführung für das Gas-Luftgemisch dient.
  • Von außen ist in das Gehäuse 2 eine Zündkerze 21 eingeschraubt, die über einen Zündkanal 22 Verbindung mit dem Innenraum bzw. in der dargestellten Phase mit der Verbrennungsmulde 10 hat. An der Außenseite des Gehäuses 2 ist weiter ein Befestigungsflansch 23 dargestellt.
  • Die Anordnung des Rotors 3 und die Gestalt der Laufbahn 24 sind aus dem Schemabild der Fig. 2 zu ersehen. Die Laufbahn 24 besteht im Querschnitt über seine größere Länge aus einem Kreis mit dem Radius R2 um den Mittelpunkt 02. Im oberen Teil wird die Laufbahn 24 durch einen Kreisbogen 25 mit der Länge 11 gebildet, dessen Radius R1 dem Rotorradius entspricht und dessen Mittelpunkt Ol der Achslage des Rotors entspricht. Die Mittelpunkte Oi und O2 sind um die Exzentrizität e gegeneinander versetzt.
  • Die beiden Kreisbögen sind durch gemeinsame Tangenten t miteinander verbunden. Die Länge 11 des Kreisbogens 25 soll dem Abstand zweier nebeneinanderliegender Kolbenlamellen entsprechen. Dadurch ergibt sich für die Länge 11 und die Länge der Tangentenstücke t=(R2-R1).tg . Diese exzentrische Anordnung des Rotors 3 bedingt bei seiner Drehung eine Veränderung des Volumens der Arbeitsvolumen zwischen den Kolbenlamellen wie in Fig. 1 dargestellt.
  • In Fig. 3 ist der Schnitt entlang der Linie A-A aus Fig.i gezeigt. Das Gehäuse 2 trägt stirnseitig je einen Gehäusedeckel 26, 27, die mit dem zylindrischen Teil 2 verschraubt sind. Weiter ist der Rotor 3 zu erkennen, der mit Fortsätzen in Rotorlagern 28, 29 gelagert ist. Auch der Rotor trägt einen stirnseitigen Rotordeckel 30. Im Rotorschnitt ist die Verbrennungsmulde 10 mit ihrem Kanal 16 zu erkennen.
  • Vom Rotor angetrieben ist ein Zahnrad 31, dessen Drehung durch ein gleichgroßes Zahnrad 32 auf eine Abtriebswelle 33 übertragen wird. Durch weitere zwei Zahnräder 34, 35 wird diese Drehbewegung im Verhältnis 1:2 wieder zurück auf die Doppelhohlwelle 4 gegeben, so daß sich diese mit halber Rotorgeschwindigkeit in die gleiche Richtung bewegt.
  • Von der linken Stirnseite 36 her ist der Einlaß für das Kraftstoff-Luftgemisch; der Auslaß für die Abgase ist zur rechten Stirnseite 37 hin. Aus Fig. 3 kann entnommen werden, daß die beiden Räume in der Doppelhohlwelle keine Verbindung miteinander haben. Um die Linien II, III, I, IV, V sind in Umfangsrichtung 5 Umfangsbereiche gebildet, auf die jeweils ein Kanal von einer Verbrennungsmulde führt. Im Schnitt der Fig. 4 ist zu ersehen, daß der Kanal 38 der Verbrennungsmulde 14 zum Bereich 5 und der Kanal 39 der Verbrennungsmulde.12 zumBereich3 führt.
  • In Fig. 5 sind Schnitte entlang der Linien II, III, IV, V durch die Doppelhohlwelle 4 gezeigt und entsprechend ge- zeichnet. Ein Schnitt entlang der Linie I ist nicht dargestellt, da dies der Ansicht in Fig. 1 entspricht.
  • In Fig. 1 sind zudem die Arbeitsräume mit römischen Ziffern bezeichnet, die mit den entsprechenden Bereichen über die Kanäle zu den Verbrennungsräumen Verbindung haben. Aus Fig. 5 ist zu ersehen, daß die Einlaß- und Auslaßschlitze 19, 20 am Umfang der Hohlwelle um 72° versetzt sind und zwar in der Drehrichtung in der Reihenfolge für die zugeordneten Arbeitsräume von I, III, V, II, IV.
  • In Fig. 6 ist eine Doppelhohlwelle in der Draufsicht gezeigt in der in den vorhergehenden Zeichnungen dargestellten Position. Dabei ist insbesondere die Anordnung der Dichtungen zu erkennen (in den vorhergehenden Zeichnungen ist wegen der Übersichtlichkeit jeweils nur ein Dichtungsstreifen eingezeichnet). In eingelassenen Nuten in der Doppelhohlwelle 4 sind zur Abgrenzung einzelner Sektoren Dichtungsstreifen 40, 41 angebracht. Diese Dichtungsstreifen umfassen etwa ein Viertel des Außenumfangs der Doppelhohlwelle 4. Die Dichtungsstreifen 40, 41 sind durch längsseitige, kurze Dichtungsstreifen 42 unterbrochen, an die die Dichtungsstreifen 40, 41 anstoßen. Die Doppelhohlwelle ist somit außen in jedem der fünf Umfangsbereiche in vier Sektoren aufgeteilt, die alle mit eigenen Dichtungen umgeben sind.
  • Die vorbeschriebene Umlaufkolben-Brennkraftmaschine hat folgende Funktion, die anhand der Fig. 7 dargestellt werden soll: In Fig. 7 ist ein Umlauf der Doppelhohlwelle 4 beginnend mit der in Fig. 1 dargestellten Position und zwei Umläufe des Rotors dargestellt, wobei die Rotorstellungen mit Gradangaben versehen sind. In der Darstellung a) überstreicht der Kanal 16 die Trennlinie zwischen dem Auslaßschlitz 19 und dem Einlaßschlitz 20. Dabei wird noch Ab- gas ausgestoßen und zugleich bereits Gas-Luftgemisch der Verbrennungsmulde 10 zugeführt. Dieser überlappende Gaswechsel ist erwünscht und entspricht auch dem überlappenden Gaswechsel bei Hubkolbenmotoren.
  • Der Rotor 3 dreht sich weiter, wodurch der Auslaßschlitz 19 geschlossen wird und der Kanal 16 am Einlaß schlitz 20 entlanggeführt wird. Zugleich wird bei der Weiterbewegung des Rotors 3 das Volumen des Arbeitsraumes I vergrößert, wodurch Gas-Luftgemisch angesaugt wird. In der Darstellung b) ist die Position gezeigt, in der der Kanal 16 um 900 gedreht ist, die Doppelhohlwelle dagegen nur um 450 weitergewandert ist, so daß der Kanal 16 etwa über der Mitte des Einlaßschlitzes 20 steht.
  • In der Darstellung c) hat der Rotor 3 eine halbe Drehung durchgeführt, so daß die Verbrennungsmulde 10 in Fig. 1 senkrecht nach unten weisen würde und der Arbeitsraum I sein größtes Volumen erreicht hat. Wie zu erkennen ist, wird bei der anschließenden Weiterdrehung der Kanal 16 über dem Bereich des Einlaßschlitzes hinweg geführt, so daß der Einlaß- bzw. Ansaugtakt nahezubeendet ist.
  • In der Darstellung d) läuft der Kanal 16 bereits über einem geschlossenen Sektor 43, so daß keine Verbindung mehr zur Innenseite der Doppelhohlwelle 4 besteht. Zugleich wird das Volumen des Arbeitsraumes I verkleinert, so daß das Gas-Luftgemisch in einem Rompressionstakt komprimiert wird.
  • In der Darstellung e) hat der Rotor eine volle Umdrehung durchgeführt. Das angesaugte Gas-Luftgemisch ist in dieser Stellung komprimiert und die Verbrennungsmulde 10 liegt unter dem Zündkanal 22 der Zündkerze 21. Nun wird die Verbrennung gezündet. Der Arbeitsraum während der Verbrennung ist hier durch die Innenwand des Gehäuses 2, die Verbrennungsmulde 10, den Kanal 16 und die unter dem Kanal 16 liegende Fläche der Doppelhohlwelle 4 sowie den Muldenkanälen begrenzt. Bei der Kompression wurde über die Muldenkanäle Gas-Luftgemisch unter hohem Druck in die Verbrennungsmulde 10 gedrängt, wodurch dort eine hohe Verwirbelung stattfindet, was zu einer guten Verbrennung führt.
  • In der Darstellung f) ist etwa die Hälfte des Arbeitstakts vorbei, wobei der Kanal 16 über einen geschlossenen Sektor 44 der Doppelhohlwelle 4 streicht. Wegen der exzentrischen Anordnung des Rotors und des in Drehrichtung gesehenen Vorsprungs der Kolbenlamelle wird auf den Rotor 3 eine Kraft in Richtung der Drehbewegung ausgeübt.
  • In der Darstellung g) hat der Rotor 3 bzw. der Kanal 16 die Doppelhohlwelle 4 bereits so weit überholt, daß der Kanal 16 teilweise über dem Auslaßschlitz 19 steht. Dies ist die Stellung, wenn die Verbrennungsmulde wieder senkrecht nach unten weist und der Arbeitsraum I sein größtes Volumen erreicht hat, wodurch der Arbeitstakt abgeschlossen ist und der Auspufftakt eingeleitet wird.
  • In der Darstellung h) überstreicht der Kanal 16 mit seiner vollen Öffnung den Auslaßschlitz 19, wobei das Volumen des Arbeitsraumes I wieder verkleinert wird und die Verbrennungsgase dadurch ansgeschoben werden.
  • Bei einer weiteren Drehung des Rotors um 90° wird wieder die Stellung gemäß Darstellung a) erreicht, wodurch der Auspufftakt beendet ist und der Ansaugtakt erneut beginnt.
  • Bei zwei Rotorumdrehungen werden somit vier Takte entsprechend dem Viertaktverfahren durchgeführt. Zeitlich versetzt wird der vorbeschriebene Vorgang auch in den anderen Arbeitsräumen durchgeführt, und zwar mit einer Zündfolge I, III, V, II, IV; I, III,.....
  • Zusammenfassend wird festgestellt, daß die erfindungsgemäße Umlaufkolben-Brennkraftmaschine insbesondere bezüglich der Gas steuerung und des Gaswechsels äußerst einfach aufgebaut ist. Auch die Kühlung kann einfach durchgeführt werden. Bei kleineren Motoren, beispielsweise mit drei Arbeitsräumen kann eine Luftkühlung vorgesehen werden, während bei größeren Motoren das Gehäuse bzw. die Laufbahn mit Wasser und der Rotor mit Öl gekühlt werden kann.

Claims (6)

  1. Patentansprüche 1. Umlaufkolben-Brennkraftmaschine mit einem zylindrischen Gehäuse0 mit einem exzentrisch gelagerten zylindrischen Rotor und mit Kolbenlamellen im Rotor0 die au- die zylindrische Innenwand des Gehäuses gerichtet sind und darauf dichtend gleiten, so daß zwischen den Kolbenlamellen beim Rotieren des Rotors Arbeitsräume wit sich anderen dem Volumen entstehen, dadurch gekennzeichnet0 daß eine ungerade Anzahl, vorzugsweise 3 oder 5, Kolbenlamellen (5 bis 9) in gleichen Winkelabständen (Winkel # ) angebracht sind0 daß der Rotor (3) an seiner Umfangsfläche im Bereich zwischen zwei nebeneinanderliegenden Kolbenlamellen etwa halbkugelförmige Verbrennungsmulden (10 bis 14) trägt, die seitlich durch Muldenkanäle ( 45,46 ) bis zu den Kolbenlamellen hin verlängert sind, daß konzentrisch im Rotor (3) in einer zylindrischen Bohrung eine Doppelhohlwelle (4) angeordnet ist, die über ein übersetzungsgetriebe vom Rotor (3) mit dessen halber Drehzahl in gleicher Drehrichtung angetrieben ist, daß der eine Zylinderraum der Doppelhohlwelle (4) mit der Auspuffanlage und der zweite Zylinderraum mit der Kraftstoff-Luftgemisch-Aufbereitung verbunden ist, daß an der Doppelhohlwelle (4) in der Anzahl der Kolbenlamellen (5 bis 9) bzw. der Anzahl der Verbrennungsmulden (10 bis 14) sich in Umfangsrichtung erstreckende Schlitzpaare (19, 2O) angeordnet sind, wobei jeweils ein Schlitzpaar (19, 20),mit einem Schlitz (Auslaßschlitz 19) zum einen Doppelhohlwellen-Zylinderraum und dem anderen Schlitz (Einlaßschlitz 20) zum zweiten Doppelhohlwellen-Zylinderraum, in einem axialen Bereich angeordnet ist, und die beiden Schlitze (19,20) in etwa nebeneinanderliegenden Quadranten eines Querschnitts durch die Doppelhohlwelle (4) so liegen, daß in Drehrichtung der Doppelhohlwelle (4) der Einlaßschlitz (20) vor dem Auslaßschlitz (19) liegt, und daß die den Verbrennungsmulden (10 bis 14) zugeordneten Schlitzpaare gegeneinander axial und am Umfang versetzt angebracht sind, daß von jeder Verbrennungsmulde (10 bis 14) ein Kanal (16) zu jeweils einem axialen Bereich eines zugeordneten Schlitzpaares führt und daß die Schlitzpaare (19, 20) in gleichen Abeständen am Hohiwellenumfang verteilt so angeordnet sind, daß bei jeder Doppelhohlwellenumdrehung e bzw , bei jeder zweiten Umdrehung des Rotors (3) die Trennstelle zwischen dem nebeneinanderliegenden Einlaß- und Auslaßschlitz (19, 20) im Bereich des zugeordneten Kanals (16) zu liegen kommt, wenn die zugeordnete Verbrennungsmulde (lo) etwa in Richtung der Exzentrizität steht, so daß hier ein Saugtakt eingeleitet wird0 bzw bei einer weiteren Umdrehung des Rotors (3) und einer halben Umdrehung der Doppelhohlwelle (4) an der vorbezeichneten Stelle eine Zündung erfolgt, wobei dann der Kanal (16) der Verbrennungsmulde (10) durch die Umfangsfläche der Doppelhohlwelle (4) geschlossen ist 2. Umlaufkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schl tzpaare (19, 20) zwischen jeder übernächsten zugeordneten Verbrennungsmulde, entgegen der Rotordrehrichtung gesehen, im Abstand des Winkels P am Umfang der Doppelhohlwelle (4) versetzt angeordnet sind, so daß im Betriebs2ustand in jeder zweiten aufeinanderfolgenden Verbrennungsmulde (10 bis 14) jeweils eine Verbrennung erfolgt, z. B. in der zündfolge I, III, V, II, IV; I, III,.....
  2. 3. Umlaufkolben-Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet0 daß die Innenwand des Gehäuses (2) (Laufbahnkurve 24 für die Kolbenlamellen 4 bis 9) im Querschnitt gesehen aus zwei Kreisen mit unterschiedlichen Radien (R1,R2) besteht, wobei der kleinere Kreis (25) seinen Mittelpunkt (Oi) in der Rotorachse hat und sein Radius (R.i) etwa dem des Rotors (3) entspricht und die Umfangslänge (l1) des kleineren Kreises an der Laufbahnkurve den Betrag von hat und die Kreismittelpunkte (O1 und 0o) im Abstand liegen, und daß die beiden Kreise durch gemeinsame, ebenfalls die Laufbahnkurve (24) bildende Tangenten (t) verbunden sind, deren Länge an der Laufbahnkurve in Abhängigkeit von der Exzentrizität (e) und dem Winkel (9) t = (R2-R1) tg 2 beträgt.
  3. 2 4. Umlaufkolben-Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Zylinderraum der Doppelhohlwelle mit der Kraftstoff-Luftgemisch-Aufbereitung und der innere Zylinderraum mit der Auspuffanlage verbunden ist.
  4. 5. Umlaufkolben-Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umfangsbereich bei jedem Schlitzpaar (19, 20) in vier, etwa gleichgroße Sektoren aufgeteilt ist, wobei in zwei aneinandergrenzenden Sektoren der Einlaß- (20) und der Auslaßschlitz (19) liegen,und daß diese Sektoren mit Dichtungen (40, 41) voneinander getrennt und gegenüber der zylindrischen Bohrung im Rotor (3) abgedichtet sind.
  5. 6. Umlaufkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die axial gegeneinander versetzten Umfangsbereiche mit jeweils einer zugeordneten Dichtung (40t 41) voneinander getrennt sind, so daß zwei Dichtstreifen nebeneinander zu liegen kommen.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5711268A (en) * 1995-09-18 1998-01-27 C & M Technologies, Inc. Rotary vane engine
WO2007049226A1 (en) * 2005-10-24 2007-05-03 Botha Stephanus Christoffel He External combustion rotary vane engine

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4191140T (de) * 1990-05-11 1993-04-01
AU7884891A (en) * 1990-05-11 1991-12-10 Richard Charles Smythe Rotary engine
DE102011001551B4 (de) * 2011-03-25 2017-11-02 Philipp Diem Verbrennungsmotor mit einem um seine Achse drehbaren Rotor
DE102013017359B4 (de) * 2013-10-18 2020-10-15 Peter Gehrke Drehscheibenkraftmaschine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2044254A1 (de) * 1970-09-07 1972-03-16 General Management Co., North Hollywood, Calif. (V.StA.) Radialkammer-Verdrängungs-Fluidkraftmaschine
US3987762A (en) * 1973-03-30 1976-10-26 Kabushiki Kaisha Hanshin Gijutsu Kenkyusho Rotary engine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE296378C (de) *
DE649380C (de) * 1937-08-21 Hans Ungemach Drehkolbenbrennkraftmaschine
US1770225A (en) * 1928-06-22 1930-07-08 Patent Finance And Holding Com Rotary gas engine
FR1553809A (de) * 1967-10-13 1969-01-17

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2044254A1 (de) * 1970-09-07 1972-03-16 General Management Co., North Hollywood, Calif. (V.StA.) Radialkammer-Verdrängungs-Fluidkraftmaschine
US3987762A (en) * 1973-03-30 1976-10-26 Kabushiki Kaisha Hanshin Gijutsu Kenkyusho Rotary engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5711268A (en) * 1995-09-18 1998-01-27 C & M Technologies, Inc. Rotary vane engine
WO2007049226A1 (en) * 2005-10-24 2007-05-03 Botha Stephanus Christoffel He External combustion rotary vane engine

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