DE4003573C2 - Rotationshubkolbenmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotationshubkolbenmotor, bestehend aus einem zylindrischen Gehäuse und einem in diesem zentrisch gelagerten Rotor, in dem Kammern mit radial geführten Kolben angeordnet sind, wobei jeder Kolben parallel zur Rotorwelle verlaufende Kolbenbolzen aufweist, die in radial angeordneten Führungsschlitzen in den Stirnwänden des Rotors geführt sind und dessen freie Enden in sternförmige Führungsnuten in den stirnseitigen Enden des Gehäuses eingreifen und geführt sind.

Ein derartiger Rotationshubkolbenmotor ist beispielsweise aus der DE 38 10 728 -A1- bekannt. Bei diesem bekannten Rotationshubkolbenmotor werden die radial angeordneten Kolben über die in den sich gegenüberliegenden Gehäuse­ deckeln angebrachten Führungsnuten gesteuert. In die um den Gehäusemittelpunkt angeordneten sternförmigen Führungsnuten greifen die quer liegenden Kolbenbolzen ein, so daß die erforderlichen Hublagen der Kolben für das Ansaugen, Kom­ primieren und Ausstoßen eines Kraftstoffluftgemisches entsprechend bestimmt sind.

Nachteilig bei diesem bekannten Rotationshubkolbenmotor ist, daß zum Betreiben des Motors mit verschiedenen Brennstoffen, wie z. B. Gas, Leicht- und Schweröl, Kohlenstaub etc. es erforderlich ist, das Verdichtungsverhältnis des Motors auf die verschiedenen Brennstoffe abzustimmen. Bei dem bekannten Rotationshubkolbenmotor wird das Verdichtungsverhältnis in der Kammer durch den unteren und den oberen Totpunkt auf der sternförmigen Führungsnut bestimmt. Um das Verdichtungsverhältnis des Motors auf verschiedene Brennstoffe abzustimmen, müssen entweder die oberen und unteren Totpunkte auf der Führungsnut in ihrer Lage abgeändert werden, oder es muß der Radius des Motors verändert werden.

Nach dem Stand der Technik (DE PS 705 283) ist es auch bekannt, an einem herkömmlichen Hubkolbenmotor zum Zwecke der Änderung des Verdichtungsverhältnisses eine Hublagenverstellung vorzusehen. Eine solche Hublagenverstellung läßt sich allerdings nicht ohne weiteres auf einen Rotationshubkolbenmotor der eingangs genannten Art übertragen, weil bei einem solchen Rotationshubkolbenmotor die Zylinder mit dem Rotor umlaufen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den Rotationshubkolbenmotor der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß das Verdichtungsverhältnis des Motors auf unterschiedliche Brennstoffe einstellbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einem Rotationshubkolbenmotor der eingangs genannten Art vor, daß

• a) der Kolben über eine Verbindungsstange mit einem Gleitbock verbunden ist, der mit den Kolbenbolzen versehen ist,
• b) daß die Verbindungsstange über eine Gewindeverbindung in dem Gleitbock längsverstellbar ist,
• c) daß die Gewindestange als hohler Innensechskant ausgebildet ist, in dem ein als Außensechskant ausgebildetes Verstellglied verschiebbar eingreift und
• d) daß das Verstellglied durch eine Öffnung im Boden der Kammer ragt und endseitig ein Zahnrad aufweist, welches mit einer in der Rotorwelle verschiebbar gelagerten Zahnstange zusammenwirkt.

Durch die Lehre der Erfindung gelingt es erstmals, bei einem Rotationshubkolbenmotor der eingangs genannten Art, d. h. bei einem Motor, bei dem die Zylinder in einem drehbaren Rotor angeordnet sind, eine Hublagenverstellung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses zu bewirken. Die Einstellung kann von außen her über die Zahnstange von Hand erfolgen, so daß keine aufwendigen Umbauarbeiten am Motor selbst mehr getätigt werden müssen. Denkbar wäre auch die Einstellung des Verdichtungsverhältnisses bei laufendem Motor drehzahlabhängig zu gestalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Rotationshubkolbenmotor;

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine radial angeordnete Kammer im Rotor mit der erfindungsge­ mäßen Verstellvorrichtung für den Kolben;

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend der Schnittlinie III-III gemäß der Fig. 2.

Der in der Fig. 1 dargestellte Rotationshubkolbenmo­ tor weist ein auf einem Ständer 1 befestigtes zylin­ derförmiges Gehäuse 2 auf. An den Stirnseiten ist das Gehäuse 2 mittels Deckeln 3 verschlossen. In dem Ge­ häuse 2 ist ein Rotorblock 4 mit einer Rotorwelle 5 drehbar gelagert. Der stirnseitige Deckel 3 weist eine in strichpunktierter Darstellung angeordnete sternförmige Führungsnut 6 auf. In die Führungsnut 6 greifen Enden von Bolzen 7a, 7b, 7c ein und werden in ihr geführt. Die Bolzen 7a, 7b, 7c verlaufen dabei parallel zur Achse der Rotorwelle 5. Im Rotorblock 4 sind radial Kammern 8a, 8b, 8c angeordnet, in denen Kolben 9a, 9b, 9c geführt werden.

Zur Beschickung der Kammern 8a, 8b, 8c mit einem Brennstoffluftgemisch sind in der Gehäusewandung ge­ genüberliegende Einlaßöffnungen 10a und 10b sowie zum Ausstoßen des verbrannten Gases Auslaßöffnungen 11a und 11b angebracht. Zwischen den Einlaßöffnungen 10a, 10b und den Auslaßöffnungen 11a, 11b ist jeweils eine Zündvorrichtung 12 in der Gehäusewandung angebracht. Oberer und unterer Bereich des Gehäuses 2 sind spie­ gelsymmetrisch aufgebaut, so daß die Zündvorrich­ tungen 12 um 180° jeweils versetzt in der Gehäusewan­ dung angeordnet sind. Zur Kühlung des Rotationshubkol­ benmotors sind in der Gehäusewandung Kühlungskanäle 13 mit einem umlaufenden Kühlmittel gefüllt.

Die Dichtigkeit des Verbrennungsraumes in den Kammern 8a, 8b, 8c gegenüber der Atmosphäre wird in bekannter Weise mittels Kolbenringe 28 erreicht.

Die Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Verstellbarkeit der Kolben 9a, 9b, 9c in den Kammern 8a, 8b, 8c. Dabei ist der Kolben 9a über eine Verbindungsstange 14 mit einem Gleitbock 15 in der Kammer 8a verbunden. Die Verbindungsstange 14 ist mittels einer Gewindever­ bindung 16 drehbar im Gleitbock 15 gelagert. Im Gleit­ bock 15 sind jeweils zwei parallel zur Rotorwelle 5 verlaufende Bolzen 7a angeordnet. Die Bolzen 7a grei­ fen durch Führungsschlitze 17a, 17b, in der Kammerwan­ dung. Die freien Enden der Bolzen 7a greifen in die sternförmigen Führungsnuten 6 in den stirnseitigen Deckeln 3 des Gehäuses 2 ein und werden in ihnen geführt.

Zur Verstellung des Kolbens 9a in der Kammer 8a dient ein Verstellglied 18, welches als Außensechskant 19 ausgebildet ist. Der Außensechskant 19 des Verstell­ gliedes 18 greift dabei in einen in der Verbindungs­ stange 14 ausgebildeten Innensechskant 20 ein. Durch die lose formschlüssige Verbindung zwischen der Ver­ bindungsstange 14 und dem Verstellglied 18 kann die Verbindungsstange 14 in dem Gleitbock 15 über die Gewindeverbindung 16 höhenverstellt werden. Zur Höhen­ verstellung weist das Verstellglied 18 einen durch eine Öffnung 21 im Boden 22 der Kammer 8a ragenden Teil 23 auf, der in ein Zahnrad 24 übergeht. Das Zahnrad 24 wirkt dabei mit einer Zahnstange 25 zusam­ men, die in der Rotorwelle 5 entsprechend des Pfeiles 26 verschiebbar gelagert ist.

Über die Zahnstange 25 läßt sich nun in einfacher Wei­ se die entsprechende Hublage des Kolbens 9a einstel­ len, um so verschiedene Verdichtungsverhältnisse zu erreichen.

Die Arbeitsweise des Rotationshubkolbenmotors voll zieht sich in der Drehung entsprechend der Pfeilrich­ tung 27 in Fig. 1. Das in der oberen Kammer 8a durch den Kolben 9a verdichtete Brennstoffluftgemisch wird durch die Zündvorrichtung 12 gezündet. Durch die Ex­ pansionskraft des gezündeten Gemisches wird der Kol­ ben 8a zum unteren Totpunkt auf der Führungsnut 6 ge­ drückt. Der Rotorblock 4 wird dabei um 30° gedreht. Nach dem Durchfahren des ersten unteren Totpunktes kommt die Kammeröffnung mit der Auslaßöffnung 11a zur Deckung. Entsprechend der sternförmigen Führungsnut 6 wird der Kolben 8a zu einem weiteren zweiten oberen Totpunkt gedrückt, der zum ersten oberen Totpunkt um 90° versetzt ist. Beim Durchfahren der Führungsnut 6 vom ersten unteren Totpunkt zum zweiten oberen Tot­ punkt wird das Abgas aus der Kammer 8a gedrückt. Nach­ dem der Kolben 8a den zweiten oberen Totpunkt pas­ siert hat, kommt die Einlaßöffnung 10a mit der Kammer 8a zur Deckung. Beim Durchfahren der Führungsnut 6 vom zweiten oberen Totpunkt zum zweiten unteren Tot­ punkt um weitere 30° saugt der Kolben 9a wieder erneut das Brennstoffluftgemisch an, bevor die zweite Zündung nach einer Halbkreisdrehung erfolgt.

Claims (1)

1. Rotationshubkolbenmotor, bestehend aus einem zylin­ drischen Gehäuse und einem in diesem zentrisch gelager­ ten Rotor, in dem Kammern mit radial geführten Kolben an­ geordnet sind, wobei jeder Kolben parallel zur Rotorwelle verlaufende Kolbenbolzen aufweist, die in radial angeord­ neten Führungsschlitzen in den Stirnwänden des Rotors ge­ führt sind und dessen freie Enden in sternförmige Führungs­ nuten in den stirnseitigen Enden des Gehäuses eingreifen und geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß

   • a) der Kolben (9a) über eine Verbindungsstange (14) mit einem Gleitbock (15) verbunden ist, der mit den Kolbenbolzen (7) versehen ist,
   • b) die Verbindungsstange (14) über eine Gewindeverbindung (16) in dem Gleitbock (15) längsver­ stellbar ist,
   • c) die Verbindungsstange (14) als hohler Innensechs­ kant (20) ausgebildet ist, in den ein als Außen­ sechskant (19) ausgebildetes Verstellglied (18) einschiebbar ist und
   • d) das Verstellglied (18) durch eine Öffnung (21) im Boden (22) der Kammer (8a) ragt und endseitig ein Zahnrad (24) aufweist, welches mit einer in der Rotorwelle verschiebbar gelagerten Zahnstange zusammenwirkt.