DE68927109T2

DE68927109T2 - Rotierende Maschine mit in V-Form angeordneten Zylindern

Info

Publication number: DE68927109T2
Application number: DE68927109T
Authority: DE
Inventors: Max Franklin Buchanan; Tommie Joe Holder; Robert W Sullivan
Original assignee: R VEC Inc
Current assignee: R VEC Inc
Priority date: 1988-02-03
Filing date: 1989-02-02
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2009-02-03
Also published as: EP0513876B1; HK1006585A1; HK1006189A1; KR890013322A; DE68926625D1; JP2784024B2; HK1007788A1; HK1006191A1; EP0513877B1; DE68927645T2; EP0327352B1; EP0327352A2; EP0513877A3; DE68926625T2; HK1006190A1; CA1330762C; EP0514954A3; US4867107A; AU2884089A; EP0514955A3

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen an Verbrennungsmotoren und insbesondere Verbesserungen an Verbrennungsmotoren vom Rotations-V-Typ, wie sie in dem US-PS- 4648358, veröffentlicht am 10.3.1987 derselben Erfinder mit dem Titel Rotations-V-Motor, beschrieben sind.

Kurze Beschreibung des Standes der Technik

Bei einem herkömmlichen Verbrennungsmotor laufen Kolben in Zylindern, die in einem stationären Zylinderblock ausgebildet sind, hin und her, und die Verbrennung in den Zylindern ist zeitlich so abgestimmt, daß bewirkt wird, daß die Kolben eine Kurbelwelle drehen, von der die Kraft vom Motor abgeleitet wird. Obwohl Motoren dieses Typs der gebräuchlichste Motortyp sind, der derzeit verwendet wird, wurde erkannt, daß derartige Motoren ein Problem aufweisen, welches den Wirkungsgrad des Motors senkt. Das Hin- und Herlaufen der Kolben schließt insbesondere eine Abfolge von Beschleunigungen jedes Kolbens von Null ausgehend, gefolgt von einer Verzögerung jedes Kolbens auf Null, ein. Die Leistung, welche an den Kolben während dieser Beschleunigungen und Verzögerungen erbracht wird, bleibt nicht erhalten, so daß die, durch den im Motor verbrauchten Kraftstoff erzeugte Energie, die für diese Leistung notwendig ist zu einem Gesamtverlust des Wirkungsgrades des Motors führt.
Wegen dieses Wirkungsgradverlustes beim herkömmlichen Motor wurden andere Motortypen als mögliche Kandidaten für den Ersatz des herkömmlichen Motors in Erwägung gezogen. Ein derartiger Motortyp ist der Rotations-V-Motor, der zwei Zylinderblöcke hat, die in einem Gehäuse für eine Rotation um einander schneidende Achsen, die zu einer Seite des Motors hin im Winkel liegen, montiert sind. In jedem der Zylinderblöcke sind von dem Ende her, welches dem anderen Zylinderblock zugewandt ist, Zylinder eingebohrt, und der Motor hat weiterhin eine Vielzahl von Kolben, die auf die gleiche Art und Weise im Winkel angeordnet sind wie die Rotationsachsen der Zylinderblöcke im Winkel angeordnet sind, so daß ein Teil jedes Kolbens sich in einem Zylinder in einem Zylinderblock erstreckt, und ein anderer Teil des Kolbens sich in einem entsprechenden Zylinder im anderen Zylinderblock erstreckt. Wenn demgemäß die Zylinderblöcke rotieren, kreisen die Kolben um die Rotationsachsen der Zylinderblöcke, um die freien Volumina der Zylinder in den Zylinderblöcken zu verändern. Das heißt, wenn ein Kolben auf der Seite des Motors, entfernt von der Seite ist, an der die Rotationsachsen der Zylinderblöcke abgewinkelt sind, wird nur ein kleiner Teil des Kolbens in jeden dieser Zylinder in den zweiten Zylinderblöcken ragen, in welchen der Kolben montiert ist, während die Hauptteile jedes Kolbens in den zwei Zylindern in den zwei Zylinderblöcken angeordnet sind, wenn der Kolben in eine Position auf der Seite des Motors bewegt wird, zu welcher die zwei Rotationsachsen der Zylinderblöcke abgewinkelt sind. Somit kann mit fortlaufender Bewegung beider Zylinderblöcke und Kolben in den Zylindern Kompression und Expansion der Gase stattfinden, um so den Wirkungsgradverlust des herkömmlichen Motors, der vorstehend beschrieben wurde, zu eliminieren.
In der Praxis hat der Rotations-V-Motor nicht die Erwartungen erfüllt, die die Erfinder in diese Motoren gesetzt hatten. Weil die Winkelanordnung der rotierenden Zylinderblöcke und das Zünden jedes Zylinders auf einer Seite des Zylinderblocks erfolgt, werden auf die Zylinderblöcke Kräfte ausgeübt, die tendenziell die zwei Zylinderblöcke in eine gerade Linie spreizen, d.h. aus der V-Konfiguration, und solche Kräfte führen zu einem Reißen zwischen den Kolben und Zylinderblöcken, das die Operation und den Wirkungsgrad des Motors beeinträchtigt. Wegen dieses Problems hat sich der Rotations-V-Motor keines großen Erfolges erfreut, ungeachtet dessen, was man sich von ihm versprochen hatte, und in der Tat wurde herausgefunden, daß ein in der Rotations-V-Konfiguration konstruierter Motor, wegen dieser Probleme, die der Rotations-V-Konfiguration eigen sind, häufig nicht gleichmäßig läuft.
Der in dem US-PS 4648358 beschriebene Rotations-V-Motor löst die Grundprobleme, unter denen der Rotations-V-Motor in der Vergangenheit litt, und schafft die Betriebsfähigkeit, die notwendig ist, um die Vorteile ausnutzen zu können, die von Motoren dieses Typs geboten werden. Wie in der US-PS-4648358 dargestellt, kann ein betriebsfähiger Rotations-V-Motor konstruiert werden, indem im Motor eine Winkel- Tragwelle vorgesehen ist, die Teile hat, welche sich durch die Zylinderblöcke entlang der Drehachsen der Zylinderblöcke erstrecken, und Enden aufweisen, die beide in einem Gehäuse gelagert sind, in welchem die Zylinderblöcke angeordnet sind. Die Lager der Tragwelle liegen in der Nähe jedes Endes jedes Zylinderblocks, um die Kräfte, welche die Tendenz haben, die Zylinderblöcke aus der Rotations-V-Konfiguration zu spreizen, auf das Gehäuse zu übertragen, und dadurch wird jeglicher Versatz der Zylinderblöcke, der wie die Erfahrung gezeigt hat, den Motor am Laufen hindern kann, vermieden. Andere Aspekte des Motors, die im wesentlichen die Konstruktion der Rotations-V-Motoren gemäß dem Stand der Technik verbessern, sind ebenfalls in der US-PS- 4648358 beschrieben.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft einen Rotations-V-Motor mit:
einem Gehäuse mit außenliegenden Enden;
zwei Zylinderblöcken mit jeweils innen- und außenliegenden Enden, die im Gehäuse so montiert sind, daß ein Zylinderblock um eine erste Drehachse und der andere Zylinderblock um eine zweite Drehachse dreht, wobei die Achsen sich im Bereich ihrer innenliegenden Enden der Blöcke mit einem eingeschlossenen Winkel kleiner als 180º schneiden;
wobei jeder Zylinderblock mehrere Zylinder hat, die in diesem so ausgebildet sind, daß sie das innenliegende Ende des Zylinderblocks schneiden und sich von diesem ausgehend parallel zur Rotationsachse des Zylinderblocks erstrecken;
mehreren Winkelkolben, die jeweils einen Abschnitt in einem Zylinder des einen Blocks und einen Abschnitt in einem Zylinder des anderen Blocks angeordnet haben, für eine Kreisbewegung der Kolben, die mit der Drehung der Zylinderblöcke koordiniert ist;
einer zentralen Bohrung durch jeden der Zylinderblöcke entlang ihrer Rotationsachse für den jeweiligen Zylinderblock;
einer Winkeltragwelle, die sich durch die zentralen Bohrungen jedes Zylinderblocks erstreckt, wobei die Tragwellen Abschnitte haben, die im Gehäuse gelagert sind und Mittel zur drehbaren und axialen Lagerung jedes der Zylinderblöcke auf der Tragwelle haben;
einem zylindrischen, brückenförmigen, zentralen Hohlraum mit allgemein gebogener Achse, der durch das Gehäuse zwischen dem innenliegenden Enden der Zylinderblöcke gebildet ist, um während des Motorbetriebes Luft/Brennstoffgemisch aufzunehmen;
einem Abgashohlraum der durch das Gehäuse axial außerhalb des zentralen Hohlraums angrenzend an jeden Zylinderblock ausgebildet ist, um Abgase, die während dem Motorbetrieb erzeugt werden, aufzunehmen und abzuleiten;
einem Kühllufthohlraum, der durch das Gehäuse angrenzend an die außenliegenden Enden jedes Zylinderblocks ausgebildet ist; und
Kühlluft-Eingangsmitteln die an den außenliegenden Enden des Gehäuses in Fluidverbindung mit dem angrenzenden Kühllufthohlraum definiert sind,
der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kühlluft-Hohlraum eine ringraumförmige Kammer aufweist, die von der Drehachse des angrenzenden Zylinderblocks ausgehend radial nach außen volumenmäßig expandiert und in einer Kühlluft-Ableitöffnung endet.
Bevorzugte Aspekte der vorliegenden Erfindung sind in den Ansprüchen 2 - 9 gegeben.
Fortgesetzte Entwicklungen am Rotationsmotor, wie er in der US-PS-4648358 offenbart ist, haben im wesentlichen zu Modifikationen und Verbesserungen geführt, die die Nutz- und Betriebscharakteristika des Motors begünstigen.
Die Erfindung trifft Vorkehrungen für das selektive Kühlen der Abgase durch die Kühlluft für Umgebungen, in welchen eine wesentliche reduzierte Temperatur der Abgase wesentliche Betriebsvorteile schafft.
Ziele und Vorteile des Motors gemäß der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung des Motors anhand der Figuren und der anhängenden Ansprüche hervor.

Kurze Beschreibung der Figuren

Es zeigt: Fig. 1 einen Rotations-V-Motor der gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert ist in einer Draufsicht von außen;
Fig. 2 eine Endansicht des Motors entlang der Linie 2-2 in Fig. 1, die den Kühllufteingang und die Kühlluft- und Abgasteile des Gehäuses zeigt;
Fig. 3 eine Teil-Seitenansicht des Motors entlang der Linie 3-3, die die Kühlluft und Abgasleitungen zeigt;
Fig. 4 eine Ansicht des Motors entlang der Linie 4-4 in Fig. 2, die die Zylinderblöcke an ihrem Platz zeigt, wobei der obere Teil des Motorengehäuses entfernt ist;
Fig. 5 ein Schnitt durch das Ende des Zylindergehäuses und den Zylinderblock entlang der Linie 5-5 in Fig. 4, mit dem an seinem Platz befindlichen oberen Gehäuseteil;
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Kolbens, der in dem Motor eingebaut ist, als Einzelheit;
Fig. 7 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt der mittleren Wellenanordnung und des Dichtblockes, die in dem Motor eingebaut sind;
Fig. 8 eine Schnittansicht durch den Dichtblock und die Wellenanordnung entlang der Schnittlinie 8-8 in Fig. 7;
Fig. 9 der Motor in einer vergrößerten Ansicht gemäß Fig. 4, wobei die Zylinderblöcke und Hohlwellen der Wellenanordnung im Schnitt gezeigt sind;
Fig. 10 eine vergrößerte Schnittansicht des linksliegenden Zylinderblockes, wie in der Fig. 9 dargestellt, mit der Anordnung der Kolben in dem Zylinderblock und der Befestigung der Zylinderblöcke auf der Tragwelle;
Fig. 11 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 11-11 in Fig. 10 durch die Anordung der Lager zum Montieren der Tragwelle im Gehäuse und zum Montieren der Hohlwellen auf den zentralen Vollwellen;
Fig. 12 ein Schnitt durch den Motor ähnlich Fig. 9 zur Erläuterung des Schmiersystems, das in dem Motor gemäß der vorliegenden Erfindung eingebaut ist;
Fig. 13 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt eines Kolbens mit leichtem Gewicht und niedriger Trägheitslast, der in dem Motor eingebaut sein kann;
Fig. 14 eine Schnittansicht des linken Endes des Motors entlang der Linie 14-14 in Fig. 15 zur Erläuterung des Zündsystems, das in dem Motor eingebaut sein kann;
Fig. 15 eine Schnittansicht des Motorzündsystems entlang der Linie 15-15 in Fig. 14;
Fig. 16 ein Schnitt durch ein Ende des Motors zur Erläuterung des Magnetsystems, das leicht vorgesehen sein kann, um die Funkenzündung des Motors zu betreiben;
Fig. 17 eine Schnittansicht durch den Motor entlang der Linie 17-17 in Fig. 16;
Fig. 18 eine Schnittansicht durch ein Ende des Motors zur Erläuterung des Einbaus eines Drehstromgenerators in den Motor zur Erzeugung von elektrischem Strom zum Betreiben des Motors und/oder zum Schaffen einer Hilfsstromquelle;
Fig. 19 eine Schnittansicht des Motors entlang der Linie 19-19 in Fig. 18;
Fig. 20 eine Teilansicht im Schnitt entlang der Linie 20-20 in Fig. 10, die die Leiterkontakte zeigt, welche in dem Motor enthalten sind, um die Zündkerzen zu zünden;
Fig. 21 eine Schnittansicht der Leiterkontakte entlang der Linie 21-21 in Fig. 20;
Fig. 22 eine Schnittansicht entlang der Linie 22-22 in Fig. 20, die den Abgasverteiler des Motors zeigt;
Fig. 23 eine Schnittansicht des Abgasverteilers entlang der Linie 23-23 in Fig. 22;
Fig. 24 ein Zeitablaufsdiagramm des Motors, mit den Funktionen des Motors bezogen auf die Drehposition jedes Kolbens;
Fig. 25 eine Schnittansicht des Luft/Brennstoff-Eingangsverteilers des Motors entlang der Linie 25-25 in Fig. 10;
Fig. 26 eine Teilansicht in der Draufsicht auf eine Zylinderhülse in dem Motor zur Erläuterung der bevorzugten Anordnung der Eingangs- und Ausgangsöffnungen;
Fig. 27 eine Schnittansicht der Zylinderhülse entlang der Linie 27-27 in Fig. 26;
Fig. 28 eine perspektivische Darstellung des Kolbenendes zur Erläuterung der bevorzugten Anordnung für den Drehventilkopf, der am Ende jedes Kolbens gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist;
Fig. 28A der in der Fig. 28 gezeigte Kolbenkopf in einer Draufsicht;
Fig. 28B der Kolbenkopf in einer Seitenansicht gemäß der Linie 28B-28B in Fig. 28A;
Fig. 28C eine Seitenansicht des Kolbenkopfes, gesehen entlang der Linie 28C-28C in Fig. 28A;
Fig. 28D eine Seitenansicht des Kolbenkopfes, gesehen entlang der Linie 28D-28D in Fig. 28A;
Fig. 28E eine Seitenansicht des Kolbenkopfes, gesehen entlang der Linie 28E-28E in Fig. 28A;
Fig. 29A eine Teilansicht im Schnitt des Verbrennungskammerteils einer Zylinder- und Kolbenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, gezeigt an den Anfangsstufen des Eingangs- und Verdichtungs-Abschnittes des Motorzyklus;
Fig. 29a eine Schnittansicht entlang der Linie 29a-29a in Fig. 29A;
Fig. 29B eine Teilansicht im Schnitt des Verbrennungskammerteils einer Zylinder- und Kolbenanordnung, gezeigt am Schluß des Kompressionsabschnittes des Motorzyklus;
Fig. 29b eine Schnittansicht entlang der Linie 29b-29b in Fig. 29B;
Fig. 29C eine Teilansicht im Schnitt des Verbrennungskammerteils einer Zylinder- und Kolbenanordnung, gezeigt am Zündpunkt des Motorzyklus;
Fig. 29c eine Schnittansicht entlang der Linie 29c-29c in Fig. 29C;
Fig. 29D eine Teilansicht im Schnitt des Verbrennungskammerrabschnittes einer Zylinder- und Kolbenanordnung, gesehen während des Leistungshubes des Motors;
Fig. 29d eine Schnittansicht entlang der Linie 29d-29d in Fig. 29D;
Fig. 29E eine Teilansicht im Schnitt des Verbrennungskammerrabschnittes einer Zylinder- und Kolbenanordnung, gezeigt während der fortlaufenden Stufen des Leistungshubes und der Zündstufen des Auspuffabschnittes des Motorzyklus;
Fig. 29e eine Schnittansicht entlang der Linie 29e-29e in Fig. 29E;
Fig. 29F eine Teilansicht im Schnitt des Verbrennungskammerabschnittes einer Zylinder- und Kolbenanordnung, gezeigt während der Endstufen des Leistungshubes und der folgenden Stufen des Auspuffabschnittes des Motorzyklus;
Fig. 29f eine Schnittansicht entlang der Linie 29f-29f in Fig. 29F;
Fig. 29G eine Teilansicht im Schnitt des Verbrennungskammerabschnittes einer Zylinder- und Kolben-Anordnung, gezeigt während der Anfangsstufen des Spülabschnittes des Motorzyklus;
Fig. 29g eine Schnittansicht entlang der Linie 29g-29g in Fig. 29G;
Fig. 29H eine Teilansicht im Schnitt des Verbrennungskammerabschnittes einer Zylinder- und Kolbenanordnung, gezeigt in den Endstufen des Spülabschnittes des Motorzyklus;
Fig. 29h eine Schnittansicht entlang der Linie 29h-29h in Fig. 29H;
Fig. 29I eine Teilansicht im Schnitt des Verbrennungskammerabschnittes einer Zylinder- und Kolbenanordnung zur Erläuterung der Rückkehr des Motors in den Eingangs- und Vorverdichtungsabschnitt des Motorzyklus, wie er in der Fig. 29A gezeigt ist;
Fig. 29i eine Schnittansicht entlang der Linie 29i-29i in Fig. 29I.

Detaillierte Beschreibung der Figuren

Der Motor 100, der in den Figuren dargestellt ist, ist ein Zwölfzylindermotor und hat mehrere Modifikationen und Verbesserungen in den Motor eingebaut, wie er in dem der US-PS 4648358 dargestellt ist, wie dies im folgenden im einzelnen beschrieben wird.
Der Motor 100 hat ein geteiltes Gehäuse 200, das aus zwei gegossenen Aluminiumabschnitten gebildet ist. Wie in der Fig. 2 zu sehen ist, sind der obere Gehäuseabschnitt 202 und der untere Gehäuseabschnitt 204 mittels Flanschen miteinander verbunden, die entlang der Trennkanten der Gehäuseabschnitte vorgesehen sind. Nur der untere Gehäuseabschnitt 204 ist in den Figuren 4 und 9 dargestellt. Jeder Gehäuseabschnitt 202 und 204 hat auch Endabschnitte, die in einem gewählten Winkel positioniert und an der Mittellinie c des Motors 100 miteinander verbunden sind. Wo dies zweckmäßig ist, sind die linken Endabschnitte des Gehäuses 202 und 204 mit 202L und 204L und die rechten Endabschnitte jeweils mit 202R und 204R bezeichnet. Der linke Gehäuseabschnitt L ist im wesentlichen ein Spiegelbild des rechten Abschnittes R desselben Gehäuseabschnittes 202, 204. Die linken Gehäuseteile bilden eine zentrale Drehachse AL und die rechten Gehäuseteile definieren entsprechend eine zentrale Drehachse AR. Die Drehachsen schneiden einander auf der Mittellinie C des Motors 100 im Winkel X. Der Winkel X ist kleiner als 180º und größer als 90º.
Wie aus den Figuren 1 und 4 zu ersehen ist, ist jeder Gehäuseabschnitt 202, 204 so geformt, daß er eine Reihe von innenliegenden, zylindrischen Hohlräumen unterschiedlicher Formen und Durchmesser bildet, wenn die oberen und unteren Gehäuseabschnitte miteinander verbunden sind. Demgemäß bildet das äußere Ende jedes Gehäuseendabschnittes 202L, 202R, 204L und 204R einen vergrößerten halbkreisförmigen Hohlraum 206, wenn die oberen und unteren Gehäuseabschnitte miteinander verbunden werden, passen die Hohlräume 206 so aufeinander, daß sie an jedem Ende des Motors 100 eine zylindrische Luftkühlkammer bilden. Die Luftkühlkammer, die durch die zusammenpassenden Hohlräume 206 gebildet wird, nimmt einen Hauptteil der Zylinderkopfanordnung des Motors 100, wie weiter unten beschrieben, auf.
Wie in der Fig. 2 dargestellt und wie weiterhin im einzelnen in der US-PS-4648358 beschrieben, haben die äußeren Enden jedes Gehäuseabschnittes 202 und 204 auch eine halbkreisförmige Öffnung 208, die konzentrisch zu den jeweiligen Gehäuseachsen AL und AR liegt. Wenn die Gehäuseabschnitte miteinander verbunden werden, bilden die Öffnungen 208 eine ringförmige Lufteingangsöffnung, durch welche Kühlluft axial in jeden Hohlraum 206 in den Enden des Motors durch die Rotationswirkung der Zylinderanordnungen im Gehäuse 200 eingezogen werden kann. Wie in der Fig. 2 zu ersehen ist, sind einstellbare Schlitze 207 in jeder der Öffnungen 207 angeordnet, um eine einstellbare Steuerung des Volumens der eingesogenen Kühlluft zu ermöglichen. Diese Schlitze 207 können von Hand oder durch eine Fernbedienungs- oder automatische Einrichtung, die nicht dargestellt ist, eingestellt werden.
Die Kühlluft, welche axial durch die Öffnungen 208 im Gehäuse 200 eingesogen wird, ist durch die Rotationsbewegung der Zylinderblöcke radial nach außen gerichtet. Dadurch wird die Kühlluft mit einer wesentlichen Zentrifugalkraft beaufschlagt. Wie in den Figuren 9 und 10 zu sehen ist, sind die Zylinderblöcke mit im Abstand befindlichen radialen Rippen, Öffnungen zwischen den Zylindern in der Kühlkammer 206 und einer ringförmigen zentralen Kammer versehen. Als ein Ergebnis dieser Konstruktion strömt die Radialluft an den Zylindern, die in den Zylinderblöcken vorgesehen sind, vorbei und kühlt diese, indem sie zwischen den Kühlrippen nach außen strömt, und dabei die Wärme ableitet, welche durch die Operation des Motors 100 erzeugt wird. Wie aus den Figuren 2 und 3 zu ersehen ist, sind die Gehäuseabschnitte 202, 204 in diesem Kühlabschnitt des Motors gegossen, um eine ausgedehnte, thorus-förmige Luftkammer 205 zu bilden, um die Kühlluft mit ausgedehntem Volumen in eine Kühlluft-Ausgangsöffnung 209 zu schicken. Die Luftausgangsöffnung 209 ermöglicht es, daß die Kühlluft aus dem Kühllufthohlraum 206 in die Umgebungsluft austritt. Wie in der Fig. 3 gezeigt, können einstellbare Schlitze 209L in der Luftausgangsöffnung 209 vorgesehen sein, um eine weitere Steuerung des Kühlluftstroms durch den Motor 100 zu ermöglichen.
Der mittlere Abschnitt jedes Gehäuseabschnittes 202, 204 bildet auch einen Abgasring 210 im Gehäuse 200. Der Abgasring ist aus den zusammenpassenden Hohlräumen 210 gebildet und ist mit den Abgasöffnungen in jedem Zylinder des Motors 100 in Fluidverbindung. Wie in den Figuren 10, 5 und 23 dargestellt, liegt der Abgasring 210 in der Nähe der Kühlluftkammer 206 und hat eine ähnliche größerwerdende Thorus- Form, um das Entfernen der Abgase aus dem Motor zu erleichtern. Der Abgasring 210 hat auch eine Ausgangsöffnung 211 in der Wand des Gehäuses, die zu einer geeigneten Abgasleitung führt. Der Abgasring in jedem Motorabschnitt 202, 204 funktioniert somit so, daß die Abgase aus jedem der benachbarten Zylinder während der Operation des Motors gesammelt werden.
In dem Gehäuse 202L kann eine Trennwand 213 vorgesehen werden, um die ausgestoßene Kühlluft von den Abgasen zu trennen. Diese Anordnung ist insbesondere dann geeignet, wenn die Kühlluftkammer 210 mit einstellbaren Schlitzen 209L versehen ist. Falls für bestimmte Motoranwendungen gewünscht, kann die Trennwand 213 weggelassen werden, damit die Abgase mit der austretenden Kühlluft vermischt und im wesentlichen durch diese gekühlt werden. Eine zweite, kleinere Trennwand 217 ist ebenfalls in der Abgaskammer 210 ausgebildet, um die Abgase gegenüber den innenliegenden Teilen des Motors, welche das Luft/Brennstoff-Gemisch enthalten, zu blockieren (siehe Fig. 23).
Der Abgashohlraum 210 in jedem Motorabschnitt 202, 204 ist gegenüber den innenliegenden Enden jedes Motorabschnittes durch einen Dichtring 212 abgedichtet. Jeder Ring 212 ist innerhalb des jeweiligen Gehäuseabschnittes 202, 204 an der Außenseite eines Kugellagers 216 angeordnet. Die Kugellager 216 dienen zur Stabilisierung der Rotation des innenliegenden Endes des benachbarten Zylinderblocks innerhalb des Gehäuses 200, wie dies weiter unten später beschrieben wird. Die Dichtungen 212 dienen dazu, zwischen dem benachbarten, rotierenden Zylinderblock und dem Gehäuse 200 eine Dichtung zu erzeugen, um zu verhindern, daß die Abgase weiter nach innen zwischen den Zylinderblock und das Gehause in Richtung auf die Mittellinie C des Motors 100 strömen. Der mittlere Teil der Gehäuseabschnitte 202, 204 zwischen den Lagern 216, und mit der Mittellinie C bildet eine zylindrische, brückenförmige Kammer 218 mit gebogener Achse, in welche das Luft/Brennstoff-Gemisch dem Motor 100 zugeführt wird. Die Dichtungen 212 und die Trennwand 217 dienen dazu, den Abgasringabschnitt 210 des Motors gegenüber dieser Luft/Brennstoff-Kammer 218 abzudichten.
Die Seite 220 des Gehäuses 200 zu welcher die Achsen AL und AR hin, gewinkelt sind (die obere Seite in Fig. 1) umfaßt die obere Totpunktseite. Jeder Kolben 600 in dem Motor 100 wird ein paar Umdrehungsgrad bevor er die obere Totpunktseite 220 während des Betriebes des Motors erreicht, gezündet. Demgemäß hat das äußere Ende jedes Gehäuseabschnittes 202 und 204 eine Zündkerzen-Schaltschütz-Baugruppe 224, die nahe an der oberen Totpunktseite 220 positioniert ist. Wie in den Figuren 20 und 21 dargestellt, hat die Schaltschützbaugruppe 224 eine Isolierhülse 226, die sich durch das äußere Ende jedes Gehäuseabschnittes 202, 204 etwas unterhalb der Flansche erstreckt, die vorgesehen sind, um die zwei Gehäuseabschnitte miteinander zu verbinden. Ein elektrischer Leiter 228 erstreckt sich durch die Isolierhülse 226 und endet in einem bogenförmigen elektrischen Kontakt 230. Die Leiter 228 und Kontakte 230 sind an ein Zündsystem, wie beispielsweise ein Magnetsystem (siehe Fig. 14 und 15) angeschlossen, das einen zeitlich abgestimmten Hochspannungsfunken erzeugt, um die Zündkerzen an der zugehörigen Zylinderblockbaugruppe zu zünden, wenn die Zündkerzen nacheinander in große Nähe zu den Kontakten 230 gedreht werden. Die Zündkerzen-Schaltschütz-Baugruppen 224 und das Zündsystem sind so angeordnet, daß die Zündkerzen etwas vor der oberen Totpunktposition für beide Zylinder und Baugruppen gleichzeitig gezündet werden. Wie aus den Figuren 20 und 21 zu ersehen ist, wird diese Vorabzündanordnung bewirkt, indem jeder elektrische Kontakt 230 mit einer ausgewählten Bogenlänge versehen ist, so daß sich jede in einer durch den Kontakt 230 zu speisenden, drehende Zündkerze S in einem ausgewählten Grad "Y" vor dem Erreichen der oberen Totpunktposition befindet.
Wie aus den Figuren 4 und 9 zu ersehen ist, ist in den linken Gehäuseteilen 202L, 204L ein Zylinderblock 250L und in den rechten Gehäuseteilen 202R, 204R entsprechend ein Zylinderblock 250R aufgenommen. Die Zylinderblöcke 250L, 250R sind spiegelbildlich zueinander. Damit sind identische Merkmale und Komponenten durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet worden. Jeder Zylinderblock 250L, 250R ist im allgemeinen zylinderförmig und hat ein innenliegendes Ende, das in der Nähe der Mittellinie C des Motors 100 positioniert ist, wenn der Motor im Gehäuse 200 zusammengebaut ist. Das äußere Ende jedes Zylinderblocks 250L, 250R ist in der Nähe der äußeren Enden des Gehäuses 200 wie in der Fig. 4 gezeigt, positioniert. Der linke Zylinderblock 250L ist um die Drehachse AL zentriert und der rechte Zylinderblock 250R ist um die Drehachse AR zentriert.
Wie weiterhin aus den Figuren 4 und 9 zu ersehen ist, hat das innenliegende Ende jedes Zylinderblocks 250L und 250R eine ringförmig zulaufende Fläche 252, die am äußeren radialen Teil des Zylinderblocks begrenzt ist. Die zulaufenden Flächen 252 an den Zylinderblöcken 250L, 250R haben axial einen gewissen Abstand zu der unteren Totpunktseite 222 des Motors. Im Gegensatz hierzu liegen die zulaufenden Flächen 252 an der oberen Totpunktseite 220 des Motors eng abdichtend an. Die Teile sind so bearbeitet, daß eine Wärmeausdehnung möglich ist, so daß die zulaufenden Flächen 252 an dieser oberen Totpunktseite 250 nicht fressen. Im Betrieb drehen die Flächen 252 ungefähr ein paar Tausendstel Inch im Abstand zur oberen Totpunktseite 220. Die Flächen 252 bilden dabei eine wirksame Dichtung, die dazu beiträgt, das Luft/Brennstoff-Gemisch in der zentralen Kammer 218 des Motorengehäuses 200 zu halten. Eine zweite ringförmige Fläche erstreckt sich ausgehend von der zulaufenden Fläche 252 radial nach innen auf den Rotationsmittelpunkt jedes Zylinderblocks 250L, 250R zu.
Wie in der Fig. 9 gezeigt, ist die zweite ringförmige Fläche eine mehrfach gestufte Fläche, die die Stufen 256 und 258 aufweist. Die gestuften Flächen 256, 258 sind so konstruiert, daß sie die komplementär gestuften Flächen 502 und 504 jeweils aufnehmen, die am Ende eines Ausfüllblocks, der in der Mitte des Motors 100 positioniert ist, ausgebildet sind, wie dies in den Figuren 7 und 8 dargestellt ist. Die aufeinanderpassenden, gestuften Flächen an den Zylinderblöcken 250L, 250R und dem Ausfüllblock 500 wirken so, daß das Auskommen von Luft/Brennstoff-Gemisch aus dem zentralen Teil des Motors verhindert wird. Die komplementär gestuften Flächen sind ausreichend nah zueinander angeordnet, um jeglichen Gasstrom zu verhindern, aber sie haben einen ausreichenden Abstand, so daß Wärmeausdehnung kein Fressen der Zylinderblöcke und des Ausfüllblockes 500 während des Laufes des Motors 100 verursacht.
Das außenliegende Ende jedes Zylinderblocks 250L und 250R hat eine zentrale Öffnunge 260, die das äußere Ende jedes Blocks mit einer ringförmigen Öffnung versieht. Eine Vielzahl von Koaxialringen 262 am ringförmigen äußeren Ende der Zylinderblöcke und dem ringförmigen Inneren der Öffnung 260 bildet Luftkühlflächen und Seitenwege für die Zylinderblöcke während des Laufs des Motors. Um diese Anordnung zu erstellen, sind die Zylinderblöcke 250L und 250R so geformt, daß zwischen den Ringen 262 in den Abschnitten der Blöcke zwischen den Zylinder-Kolben-Baugruppen radiale Öffnungen vorgesehen sind.
Wie aus den Figuren 4 und 23 zu ersehen ist, ist ein Teil jedes Zylinderblocks 250L und 250R so gebildet, daß er eine Abgaskammer 270 für jeden Motorenzylinder 300 bildet. Jede Kammer 270 ist axial zu den radial nach innen gerichteten Abgasöffnungen 302 in jedem Zylinder 300 ausgerichtet, so daß die verbliebenen Verbrennungsgase aus jedem Zylinder in einer Richtung radial nach innen in die zugehörige Kammer 270 gerichtet werden. Wie in der Fig. 22 zu sehen ist, sind die Abgaskammern 270 dann gekrümmt und erstrecken sich bogenförmig und weiter werdend zum Umfang des Zylinderblocks 250L, 250R hin zwischen den Zylindern 300. Die Kammern 270 sind dabei mit einem benachbarten Abgashohlraum 210 des Gehäuses 200 in Fluidkommunikation, der seinerseits mit einem Abgasverteiler, der nicht dargestellt ist, in Verbindung steht. Der Lauf des Motors hält die Abgase unter Druck, so daß die Gase, die anfänglich radial nach innen gerichtet waren, schnell aus den Abgaskammern 270 wieder radial nach außen in die Abgashohlräume 210 im Gehäuse 200 und dann nach außen durch den Abgasverteiler gerichtet werden.
Die innenliegenden Enden jedes Zylinderblocks 250L und 250R sind so geformt, daß der Zylinderblock mit einem axial und radial sich erstreckenden Hohlraum versehen ist, welcher für jeden Zylinder 300A-F einen Luft/Brennstoff-Eingangsverteiler 280 bildet. Wie in den Figuren 9, 10 und 25 gezeigt, ist jeder Verteiler 280 mit in gleichmäßigen Abständen versehenen axialen Rippen 282 versehen, die dazu beitragen, daß im wesentlichen eine Rotations- und Zentrifugalkraft auf das Luft/Brennstoffgemisch übertragen wird, welches durch jeden Verteiler 280 strömt.
Die innenliegenden Enden jedes Verteilers 280 sind in Richtung auf die Mittelinie C des Motors positioniert. Die innenliegenden Enden jedes Verteilers 280 sind so geöffnet, daß jeder Verteiler mit der Luft/Brennstoff-Kammer 218 in Fluidkommunikation steht, die im mittleren Teil des Gehäuses 200 definiert ist. Jeder Verteiler 280 setzt sich radial am benachbarten Zylinder vorbei nach außen fort und erstreckt sich dann axial nach außen entlang des Zylinders. Der Verteiler 280 definiert dabei einen äußeren Luft/Brennstoff-Einlaßkammerabschnitt 284, der radial außerhalb jedes Zylinders 300 positioniert ist. Jede Einlaßkammer 284 steht in direkter Fluidkommunikation radial nach innen gerichtet mit einer Luft/Brennstoff-Einlaßöffnung 304, die in jedem Zylinder 300 vorgesehen ist. Das Luft/Brennstoff-Gemisch wird durch Druckkräfte, welche durch die Rotation der Zylinderblöcke erzeugt werden, aus der zentralen Luft-Brennstoff-Kammer 218 in die Verteiler 280 gerichtet. Die Rippen 282 in den Verteilern 280 verleihen dem Luft/Brennstoff-Gemisch eine zusätzliche Geschwindigkeit, so daß das Gemisch zwangsweise radial nach außen mit hohem Druck in die Einlaßkammern 284 gedrückt wird. Das Luft/Brennstoff-Gemisch wird dabei radial außerhalb der Motorenzylinder 300 positioniert. Diese Luft/Brennstoff-Füllung wird auf einen Druck vorverdichtet, der ausreichend groß ist, um die Zentrifugalkräfte zu überwinden, welche auf die Füllung wirken, um die Füllung in die Motorenzylinder 300 durch die zugehörigen Eingangsöffnungen 304 zu drücken.
Wie aus den Figuren 7 und 9 zu ersehen ist, ist der Ausfüllblock 500 ein gegossenes Element, das aus leichtem Aluminium oder einem anderen geeigneten Material hergestellt ist, beispielsweise einem Kunststoff mit geringem Gewicht. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Ausfüllblock 500 der V-förmigen Verbindung der Wellen, wie in der Fig. 7 dargestellt, an den Massivwellen 402L und 402R angeformt oder angegossen. Die linken und rechten Stirnflächen des Ausfüllblocks 500 sind so ausgebildet, daß sie eine zylindrische Konfiguration haben, die die vorstehend beschriebenen Stufen 502 und 504 aufweist. Der zentrale Körper des Ausfüllblocks ist in Form von zwei einander schneidenden kurzen Zylindern 506L und 506R gebildet, die den mittleren Abschnitt des Ausfüllblocks 500 bilden, der allgemein brückenförmig ausgebildet ist.
Wie in der Fig. 9 dargestellt, ist der Ausfüllblock 500 so konstruiert, daß er innerhalb des zentralen Raums 218 des Motors 100 zwischen den rotierenden Zylinderblöcken 250L und 250R und innerhalb der rotierenden Kolben 600 positioniert ist. Die Abschnitte 506L und 506R des Ausfüllblocks sind so dimensioniert, daß sie sich zwischen den Zylinderblöcken 250L und 250R erstrecken. Der Umfang des Ausfüllblocks 500 an der Seite des oberen Totpunktes 220 des Motors ist mit einem zylindrischen und brückenförmigen Hohlraum 510 mit geknickter Achse versehen. Dieser Hohlraum steht mit der zentralen Öffnung 218, die im Gehäuse definiert ist, in Fluidkommunikation und ist so ausgebildet, daß er das Luft/Brennstoff-Gemisch aufnehmen kann, welches in den Motor 100 über einen geeigneten Vergasereinlaß 210 (siehe Fig. 1) eingeleitet worden ist. Wie aus der Fig. 8 zu ersehen ist, erstreckt sich dieser Hohlraum 510 ausgehend vom Umfang des Ausfüllblocks 500 quer an dem zentralen Abschnitt des Ausfüllblocks vorbei. Ein Paar axialer und bogenförmig geformter Durchgänge 508L und 508R sind in dem Ausfüllblock ausgebildet, um den Hohlraum 510 in axialer Richtung entlang der Länge der Wellen 402L und 402R mit den Luft/Brennstoff-Verteilern 280 in Fluidkommunikation zu bringen, die jeweils in den rotierenden Zylinderblöcken 250L und 250R definiert sind.
Der Ausfüllblock 500 und die massiven Wellen 402L und 402R sind während des Laufs des Motors in Ruhe. Wie in der Fig. 9 zu sehen ist, bewirken die Abmessungen des Ausfüllblocks, daß der Block zentral im Motor 100 plaziert ist, so daß die Kolben 600 um den Ausfüllblock innerhalb des zentralen Motorenhohlraums 218 umlaufen. Wegen dieser Anordnung wird das Luft/Brennstoff-Gemisch, welches aus einem Vergasersystem in den Ausfüllblock-Hohlraum 510 gerichtet wird, in dem Hohlraum 510 durch die Rotationswirkung der Zylinderblöcke 250L, 250R und die Umlaufwirkung der Kolben 600 innerhalb der zentralen Kammer 218 komprimiert und vorverdichtet. Dieses vorverdichtete Luft/Brennstoff-Gemisch wird dann axial aus der Kammer 510 in die Luft/Brennstoff-Verteiler 280 in jedem Zylinderblock 250L, 250R über die Kanäle 508L, 508R gerichtet. Die Verteiler 280 leiten dann das vorverdichtete Luft/Brennstoff-Gemisch in die Motorenzylinder, wie dies weiter unten beschrieben wird.
Jeder Zylinderblock 250L und 250R hat 6 eingegossene Zylinderhülsen 300A bis 300F. Wie in der Fig. 5 dargestellt, sind diese Hülsen 300A-300F mit gleichmäßigen Abständen zueinander ringförmig um die Drehachse AL und AR der Zylinderblöcke angeordnet. Jede Zylinderhülse 300 ist vorzugsweise einstückig mit dem Zylinderblock während des Aluminiumgußvorganges gegossen. Das innenliegende Ende jeder Zylinderhülse 300 ist zulaufend, so daß das innenliegende Ende jeder Hülse mit der zulaufenden Fläche 252 an den jeweiligen Zylinderblock 250L, 250R fluchtet, wie dies in der Figur 9 gezeigt ist. Jede Hülse 300 ist axial so ausgerichtet, daß sie parallel zur jeweiligen Drehachse AL order AR des Zylinderblocks 250L oder 250R liegt. Die Hülsen 300A-F sind weiterhin so positioniert, daß die Hülse 300A im Zylinderblock 250L mit der Hülse 300A im Block 250R entlang der Mittellinie C schneidet, wenn die Hülsen an der oberen Totpunktseite 220 des Motors positioniert sind. Darüberhinaus ist jede Hülse 300A-F im Zylinderblock 250L axial zu der entsprechenden Hülse 300A-F im anderen Zylinderblock 250R entlang der Mittellinien ausgerichtet, die parallel zu den abgewinkelten Drehachsen AL und AR liegen. Infolge dieser Ausrichtung würden die Mittellinien der ausgerichteten Hülsen 300A-F im Zylinder 250L mit den Mittellinien der Hülsen 300A-F im Zylinder 250R sich in der Motorenmittellinie c schneiden. Diese Ausrichtung wird durch die Rotation der Zylinderblöcke 250L, 250R während des Laufs des Motors aufrechterhalten.
Jede der ausgerichteten Zylinderhülsen 300A-F ist mit einem Kolbenelement 600 (siehe Figuren 6 und 9) versehen. In der Figur 6 ist eine massive Ausführungsform für den Kolben 600 dargestellt. Der Kopf oder die äußeren Enden 602L und 602 R haben eine spezifisch gestaltete Form, wie dies im einzelnen unten beschrieben wird, so daß die Köpfe 602L, 602R während des Laufs des Motors als Drehventile wirken. Einer oder mehrere Kolbenringe 620 sind im Kolben in der Nähe jedes Kopfes 602 vorgesehen, um die Kompressions/Zünd-Kammer abzudichten, die an den Enden des Kolbens auf herkömmliche Art und Weise definiert ist.
Der mittlere Teil des Kolbens 600 ist ebenfalls mit einem Paar im Abstand zueinander befindlicher Dichtungsringe 630 versehen. Diese Ringe 630 dienen dazu, jedes Ende jeder Kolben und Zylinder-Hülsenkombination gegenüber der zentralen Luft/Brennstoff-Kammer 218 des Motors 100 abzudichten. Die Ringe 630 dienen auch als Ölwischer und Dichtungsringe, um zu verhindern, daß Schmieröl in die Luft/Brennstoff-Kammer 218 ausläuft.
Alternativ können die Funktionen der Kolbenringe 630 durch eine Dichtung 640 ausgeführt werden. Wie in den Figuren 9 und 10 zu sehen ist, ist die Dichtung 640 eine Dichtung vom O-Ring-Typ, die in der Innenwand jedes Zylinders 300 in der Nähe des innenliegenden Endes des Zylinders montiert ist.
Figur 13 zeigt einen Winkelkolben 600A, der einen hohlen rohrförmigen Kolbenkörper 680L hat, der mit vorbestimmtem Winkel mit einem zweiten hohlen Kolbenkörper 680R verbunden ist. Die Körper 680L, R können durch Ausbohren einer massiven Kolbenstange gebildet werden, um eine gewünschte Wanddicke zu haben, die über die axiale Länge des Kolbens gleichmäßig ist. Eine Wandstärke im Bereich von 1/8 bis 3/16 inch (3,17mm bis 4,7mm) hat sich als ausreichend erwiesen, um den Kräften zu widerstehen, mit welchen der Kolben im Motor belastet ist. Wie aus der Figur 13 zu ersehen ist, ist das äußere Ende jedes Kolbenkörpers offen. Der resultierende Hohlkolben 600A hat ein niedriges Gewicht und eine niedrige Masse.
Der Kolben 600A hat weiterhin einen Kolbenkopf 600L, der am äußeren offenen Ende des Körpers 680L befestigt ist, und ein ähnlicher Kolbenkopf 602R ist am offenen Ende des Körpers 680R befestigt. Jeder Kopf hat Kolbenringe 620, wie vorstehend beschrieben. Wie weiterhin vorstehend beschrieben kann jeder Kolben auch mit einem zweiten Satz Kolbenringe 630 versehen sein, wie dies in der Figur 6 gezeigt ist. Zur Sicherung der Kolbenköpfe an den benachbarten Kolbenkörpern können Kolbenbolzen 640 oder andere geeignete Elemente wie beispielsweise Schrauben verwendet werden.
Da die Kolbenkörper 680L, R hohl sind, sind Gewicht und Masse des Kolbens 600A im wesentlichen reduziert. Die auf den Kolben wirkende Zentrifugalkraft und Trägheitskraft ist demgemäß verringert, so daß die Lagerbelastungen zwischen Kolben und Zylinderhülse minimiert sind. Die resultierende Abnutzung zwischen Kolben und der dazugehörigen Zylinderhülse ist dadurch ebenfalls minimiert.
Die Zylinderhülsen 300A-F enden in der Nähe des außenliegenden Endes der Zylinderblöcke 250L, 250R. Wie in der Figur 9 zu sehen ist, sind die Zylinderköpfe 310 in den Enden der Zylinderblöcke 250L, 250R in axialer Ausrichtung am außenliegenden Ende jeder Hülse 300A-F ausgebildet. In jedem Zylinderkopf 310 ist eine Zündkerze in herkömmlicher Art und Weise vorgesehen und angeordnet, so daß das Zünderbrückenende der Zündkerze in das Innere der zugehörigen Zylinderhülse 300A-F ragt. Das außenliegende Ende jeder Zündkerze S ist so positioniert, daß in enger leitender Beziehung zu einem feststehenden elektrischen Kontakt 230 dreht. Wie in den Figuren 20 und 21 gezeigt hat jeder Kontakt 230 eine Bohrungsform, die so positioniert ist, daß sie in enger Beziehung (beispielsweise mit einem Spalt von 0,75mm) zu den rotierenden Zündkerzen S liegt. Der Bogen des Kontaktes 230 erstreckt sich von einem vorgerückten Punkt, beispielsweise 25º vor dem oberen Totpunkt 220 des Motors. Die Zündkerzen S rotieren daher mit den Zylinderblöcken 250L, 250R und werden ein paar Umdrehungsgrad vor der oberen Totpunktseite 220 des Motors durch elektrische Leitung über die Kontakte 230 gezündet.
Der Motor 100 hat auch eine Winkel-Tragwellenbaugruppe 400. Die Baugruppe 400 trägt die Zylinderblöcke 250L, 250R für die Umdrehung innerhalb des Gehäuses 200 und versieht den Motor 100 mit zwei Leistungsausgangswellen. Das linksliegende Ende der Wellenbaugruppe 400 hat einen massiven Wellenabschnitt 402L und das rechtsliegende Ende hat ebenfalls einen massiven Tragwellenabschnitt 402R. Jeder Wellenabschnitt 402L, 402R ist konzentrisch zu der jeweiligen Rotationsachse AL, AR des zugehörigen Zylinderblocks 250L, 250R.
Bei der bevorzugten Ausführungsform haben die Wellenabschnitte 402L, 402R eine massive Welle, die im gewünschten Winkel vorgebogen ist. Wie in der Figur 7 zu sehen ist, ist der Aufüllblock 500 auf dem mittleren Teil der abgewinkelten Wellenabschnitte 402L, 402R angegossen oder auf andere Art und Weise angeformt, und in der genauen Winkelkonfiguration bearbeitet. Die Wellenabschnitte 402L, 402R und der Ausfüllblock 500 bilden dabei eine massive, einstückige Tragwellenstruktur, die den Schub- und Biegekräften, welche durch den Lauf des Motors 100 erzeugt werden, widerstehen kann. Das innenliegende Ende jeder Welle 402L, 402R hat einen leicht vergrößerten Abschnitt, der ein Rollenlager 404 aufnimmt.
Wie aus den Figuren 4 und 9 zu ersehen ist, erstrecken sich die massiven Wellen 402L, 402R zu den Enden der jeweiligen Gehäuse 202L oder 202R nach außen, so daß die Enden der Wellen 402L, 402R im Gehäuse 200 gelagert sind. Das äußere Ende jeder Tragwelle 402L, 402R hat auch einen Abschnitt mit verringertem Durchmesser, der ein kombiniertes Rollen- und Drucklager 406 aufnimmt.
Die Wellenbaugruppe 400 hat auch ein Paar hohle Ausgangswellen 412L und 412R. Wie in den Figuren 4, 9 und 11 gezeigt, ist die Hohlwelle 412L auf und konzentrisch zu der massiven Welle 402L und die Hohlwelle 412R auf und konzentrisch zu der massiven Welle 402R angeordnet. Bei der bevorzugten Anordnung sind die Hohlwellen 412L, 412R an den zugehörigen Zylinderblöcken 250L, 250R fixiert, indem sie beim Gießen des Aluminiumzylinderblocks angegossen oder angeformt sind. Die Hohlwellen 412L, 412R sind in den Blöcken 250L, 250R so positioniert, daß sie parallel zu den Zylinderhülsen 300A-F und konzentrisch zu den jeweiligen Rotationachsen AL und AR liegen.
Die innenliegenden Enden der Hohlwellen 412L, 412R liegen dicht an dem Ausfüllblock 500 und haben Lagerausdrehungen 414. Wie in der Figur 9 dargestellt sind die Lager 404 in die Ausdrehungen 414 eingepresst, so daß die Lager 404 durch die Hohlwellen 412L, 412R getragen werden. Die Wellen tragen innerhalb der Lager 404 ebenfalls eine Ringdichtung 405, um gegenüber dem Ausfüllblock 500 abzudichten. Die innenliegenden Enden der Zylinderblöcke 250L, 250R und der Hohlwellen 412L, 412R können dabei um die massiven Wellen 402L, 402R auf den Lagern 404 drehen. Da die Lager 404 in die Ausdrehungen 414 gepreßt sind, sind sie an einer axialen Verschiebung durch Reibung und durch eine Schulter gehindert, die an den Wellen 412L, 412R durch die Ausdrehungen 414 gebildet ist. Die Lager 404 sind gegenüber einer nach Innen gerichteten Verschiebung durch den Ausfüllblock 500 gehindert.
Die außenliegenden Enden der Hohlwellen 412L, 412R erstrecken sich nach außen über die Enden der massiven Wellen 402L, 402R hinausgehend und über die Enden des Gehäuses 200 hinausgehend. Das kombinierte Rollen- und Drucklager 406 ist in eine innenliegende Lagerausdrehung 416 auf das außenliegende Ende jeder der Hohlwellen 412L, 412R aufgepreßt, wie dies klar aus der Figur 11 zu ersehen ist. Eine durch die Ausdrehung 416 gebildete Schulter verhindert eine nach innengerichtete Verschiebung des Lagers 406 und überträgt die Druckbelastungen auf das Lager. Eine nach außengerichtete Verschiebung der Lager wird durch eine Rückhalteplatte 408 verhindert, die auf die Wellen 402L, 402R durch eine Schraube 412 angeschraubt ist. Die Lager 406 tragen somit das außenliegende Ende der Hohlwellen 412L, 412R und die zugehörigen Zylinderblöcke 250L, 250R für eine Rotation um die massiven Wellen 402L, 402R. Die Lager 406 übertragen und absobieren die axialen Druckbelastungen, mit welchen die Zylinder 250L, 250R und die Hohlwellen 412L, 412R während des Betriebes des Motors 100 beaufschlagt sind.
Wie aus den Figuren 9 bis 11 zu ersehen ist, tragen die Lager 244 an jedem Ende des Gehäuses 200 drehbar die hohlen Antriebswellen 412L, 412R und die Antriebswellenbaugruppe 400 im Gehäuse 200. Wie vorstehend beschrieben wird eine Schulter 418 an den Hohlwellen 412L, 412R jede nach außengerichtete Druckbelastung auf die Lager 240, 244 übertragen. Ähnlich wird eine Hülse 420, die auf die äußeren Abschnitte der Hohlwellen 412L, 412R aufgesetzt ist, jegliche nach innengerichtete Druckbelastung auf die Lager 244 übertragen. Die Lager 244 sind dabei so angeordnet, daß sie jegliche Druckbelastungen absorbieren, die auf das Gehäuse in irgendeiner Richtung durch äußere Kräfte übertragen werden, welche durch den Betrieb des Motors erzeugt werden.
Der Betrieb des Motors 100 und die resultierende Rotation der Zylinderblöcke 250L, 250R erzeugt über die verbundenen Hohlwellen 412L, 412R eine Rotations-Ausgangsantriebskraft. Da beide Wellen 412L, 412R über das Gehäuse 200 hinausragen ist der Motor 100 dadurch mit zwei Ausgangsantriebswellen versehen, mit jeweils einer Antriebswelle an jedem Ende des Gehäuses.
Die dualen Ausgangswellen 412L, 412R schaffen einen Motor 100 mit vielseitiger Verwendbarkeit. Eine Ausgangswelle kann als die Hauptausgangswelle verwendet werden, um ein Getriebe oder dergleichen anzutreiben. Die andere Ausgangswelle kann gleichzeitig als Hilfsleistungsausrüstung wie beispielsweise für einen Generator oder dergleichen verwendet werden. Alternativ können die zwei Wellen 412L, 412R an ähnliche Getriebe gekoppelt sein, um ähnliche Komponenten, wie beispielsweise zwei separate Antriebsräder anzutreiben.

Claims

1. Rotations-V-Motor mit

einem Gehäuse (200) mit außenliegenden Enden;

zwei Zylinderblöcken (250R, 250L) mit jeweils innen- und außenliegenden Enden, die im Gehäuse (200) so montiert sind, daß ein Zylinderblock um eine erste Drehachse und der andere Zylinderblock um eine zweite Drehachse dreht, wobei die Achsen sich im Bereich ihrer innenliegenden Enden der Blöcke mit einem eingeschlossenen Winkel kleiner als 180º schneiden;

jeder Zylinderblock (250R, 250L) mehrere Zylinder hat, die in diesem so ausgebildet sind, daß sie das innenliegende Ende des Zylinderblocks schneiden und sich von diesem ausgehend parallel zur Rotationsachse des Zylinderblocks erstrecken; mehreren Winkelkolben (600), die jeweils einen Abschnitt in einem Zylinder des einen Blocks und einen Abschnitt in einem Zylinder des anderen Blocks angeordnet haben, für eine Kreisbewegung der Kolben (600), die mit der Drehung der Zylinderblöcke koordiniert ist;

einer zentralen Bohrung durch jeden der Zylinderblöcke entlang ihrer Rotationsachse für den jeweiligen Zylinderblock;

einer Winkeltragwelle (400), die sich durch die zentralen Bohrungen jedes Zylinderblocks erstreckt, wobei die Tragwellen Abschnitte haben, die im Gehäuse (200) gelagert sind und Mittel zur drehbaren und axialen Lagerung jedes der Zylinderblöcke (250R, 250L) auf der Tragwelle haben;

einem zylindrischen, brückenförmigen, zentralen Hohlraum (128) mit allgemein gebogener Achse, der durch das Gehäuse zwischen dem innenliegenden Enden der Zylinderblöcke gebildet ist, um während des Motorbetriebes Luft/Brennstoffgemisch aufzunehmen;

einem Abgashohlraum (210) der durch das Gehäuse (200) axial außerhalb des zentralen Hohlraums (128) angrenzend an jeden Zylinderblock (250R, 250L) ausgebildet ist, um Abgase, die während dem Motorbetrieb erzeugt werden, aufzunehmen und abzuleiten;

einem Kühllufthohlraum (206), der durch das Gehäuse angrenzend an die außenliegenden Enden jedes Zylinderblocks ausgebildet ist; und

Kühlluft-Eingangsmitteln (208) die an den außenliegenden Enden des Gehäuses (200) in Fluidverbindung mit dem angrenzenden Kühllufthohlraum definiert sind,

dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlluft- Hohlraum eine ringraumförmige Kammer aufweist, die von der Drehachse des angrenzenden Zylinderblocks ausgehend radial nach außen volumenmäßig expandiert und in einer Kühlluft- Ableitöffnung (209) endet.

2. Rotations-V-Motor nach Anspruch 1, wobei die Kühlluft-Ableitöffnung (209) einstellbare Luftschlitzmittel (209L) hat, die den Strom der Luft, die aus dem Kühllufthohlraum (206) entweicht, steuern können.

3. Rotations-V-Motor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kühlluft-Eingangsmittel (208) weiterhin einstellbare Luftschlitzmittel (207) aufweisen, um den Luftstrom steuern zu können, der in den Kühllufthohlraum (206) eintritt.

4. Rotations-V-Motor nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kühllufteingangsmittel (208) allgemein ringförmige Kühlluft-Eingangsöffnungen (208) haben, die in jedem außenliegenden Ende des Gehäuses in direkter Fluidverbindung mit dem angrenzenden Kühllufthohlraum (206) ausgebildet sind.

5. Rotations-V-Motor nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Abgashohlraum (210) eine ringraumförmige Kammer aufweist, die durch das Gehäuse angrenzend an den Kühllufthohlraum (206) gebildet ist, die volumenmäßig von der Drehachse des angrenzenden Zylinderblocks (250R, 250L) nach außen expandiert und in einer Abgasableitöffnung endet.

6. Rotations-V-Motor nach Anspruch 5, wobei die angrenzenden ringraumförmigen Kühlluft-(206) und Abgaskammern (210) eine Einheitsringraumkammer bilden und das Gehäuse Wandmittel (213) aufweist, die sich radial nach innen erstrecken, um die Kühlluftkammer (206) von der angrenzenden Abgaskammer (210) zu trennen.

7. Rotations-V-Motor nach Anspruch 6, wobei das Gehäuse weiterhin zweite Wandmittel (217) aufweist, die sich radial nach innen erstrecken um die Abgaskammer (210) vom Luft/Brennstoffhohlraum des Motors zu trennen.

8. Rotations-V-Motor nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Zylinderblock-Lagereinrichtung (216), die zwischen dem Gehäuse (200) und jedem Zylinderblock (250L, 250R) positioniert ist, um die innenliegenden Enden der Zylinderblöcke (250L, 250R) für die Drehung im Gehäuse (200) während des Motorbetriebs weiter zu lagern.

9. Rotations-V-Motor nach Anspruch 8, weiterhin mit Dichtmitteln (212), die zwischen dem Gehäuse (200) und den Zylinderblöcken (250L, 250R) in der Nähe der Zylinderblocklagereinrichtung (216) positioniert sind, um zu der Abdichtung der Abgaskammer (210) gegenüber dem Luft/Brennstoffhohlraum des Motors beizutragen.