DE8513618U1

DE8513618U1 - Rotationskolbenmaschine

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Publication number: DE8513618U1
Application number: DE19858513618
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-05-08
Filing date: 1985-05-08
Publication date: 1987-03-19

Description

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Patentanwälte ' European Patent Attorneys Dipl.-lng. Joachim Stnasse, München ' Dipli'Phys^ Dr₄ Hans-Herbert Stoffregen* Hanau

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Salzstraße 11 a, Postfach 2144 D-6450 Hanau 1 Telefon (06181) 24383

Hartwig Groeneveld Telex 4184782 pat d

Würzburger Str. 57
6458 Rodenbach

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v. . Rotationskolbenmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolbenmaschine.

Es sind Kraft- und Arbeitsmaschinen mit Kolbenbewegung bekannt. Bei diesen Maschinen ist jeweils ein Kurbeltrieb für die Umwandlung der hin- und hergehenden Bewegung in eine Drehbewegung erforderlich. Durch den Kurbeltrieb werden Maschinen mit Kolbenbewegung relativ aufwendig und schwer.

( ) 30 Bekannt sind auch Rotationskolbenmaschinen, die nur rotierende Teile besitzen. Charakteristisch für Rotationskolbenmaschinen sind abgeschlossene Arbeitsräume mit starren Wänden, von denen mindestens eine so bewegt wird j daß sich ein veränderliches Volumen des Arbeitsraumes ergibt. Das veränderliche Volumen wird zwischen einem Leistungsteil und einem Absperrteil gebildet. Beispielsweise enthält der Kreiskolbenmotor ein stillstehendes Absperrteil und ein Leistungsteil, das sich mit seinem Schwerpunkt auf einem Kreis bewegt und zusätzlich eine Drehung um einen Schwerpunkt ausführt. Der Kolben des Kreiskolbenmotors hat im Querschnitt die Form eines Dreiecks mit konvexen Seiten, in dem auf der einen Seite eine Innenverzahnung vorhanden ist, die mit einem feststehenden Zahnrad kämmt. Schwierig ist beim «Kreiskolbenmotor die Abdichtung der Arbeitsräume.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotationskolbenmaschine, zu entwickeln, die einen möglichst einfachen konstruktiven Aufbau hat.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 beschriebene Maßnahmen gelöst. Die im Anspruch &iacgr; angegebene Rotationskolbenmaschine kann grundsätzlich unter entsprechender Anpassung an das jeweilige Arbeitsmedium als Kraft oder Arbeitsmaschine eingesetzt werden. Es sind nur wenige Bauteile erforderlich. Die Rotationskolbenmaschine gemäß dem Anspruch 1 ist daher vielseitig verwendbar und kostengünstig herstellbar.

Vorzugsweise sind die Scheiben nur in einer Richtung drehbar angeordnet. Zwischen zwei benachbarten Kolben entstehen durch die Kolbenbewegungen Arbeitsräume mit veränderlichem Volumen. Wenn sich die Scheiben nur in einer Richtung drehen können, wird, je nach der Art der Rotationskolbenmaschine als Kraft- oder Arbeitsmaschine, in dieser Drehrichtung ein Drehmoment abgegeben oder aufgenommen. Zur Sperrung der Drehung der Scheiben in der einen Richtung kann eine Anhaltevorrichtung verwendet werden.

Wenigstens die radial nach außen gerichteten Seiten der Kolbenköpfe sind zweckmäßigerweise an die Form der an sie angrenzenden Innenseite des Hohlraums angepaßt. Zwischen den Kolben und der Innenseite des Hohl-

._ raums sind daher nur sehr geringe Abstände erforderlich, die sich durch

entsprechend geformte Dichtungen, die in Nuten der Kolben eingesetzt sein können, gut abdichten lassen.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform sind die Scheiben in geringem Abstand voneinander jeweils auf einer Seite der durch die Mitte der Kolben senkrecht zur Längsachse verlaufenden Symmetrieebene mit den Kolben verbunden. Zwischen den Scheiben befindet sich vorzugsweise eine Dichtung. Die Abdichtung der Arbeitskammern ist daher auch zwischen den Scheiben relativ einfach und problemlos. Auf den einander abgewandten Seiten der Scheiben ist das Gehäuse in geringem Abstand von den Scheibenwänden angeordnet. Es kann daher auch eine Dichtung in Nuten der Scheiben und/oder der Wände eingefügt werden, um an diesen Stellen die Arbeitsräume abzudichten.

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Es ist günstig, eine der halben Anzahl der Kolben entsprechende Zahl von Paaren von Durchlaßöffnungen, von denen jeweils eine für die Zufuhr und eine für die Ableitung des Arbeitsmediums vorgesehen ist, in gleichmäßigen Abständen in Bezug auf die für die gleiche Funktion bestimmten Durchlaßöffnungen längs des Hohlraums anzuordnen. Die Zahl der Arbeitskammern entspricht der halben Anzahl von Kolben.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform sind die Durchlaßöffnungen schlitzartig ausgebildet und jeweils durch die Kolben verschließbar und freigebbar. Eine derartig ausgebildete Rotationskolbenmaschine arbeitet r nach Art des Zweitaktverfahrens, bei dem die Steuerung des Wechsels des

Arbeitsmediums über "lie Kolben selbst erfolgt.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform ist derart ausgebildet, daß die Durchlaßöffnungen kreisförmig mit Ventilsitzen ausgebildet sind, die durch Ventile verschließbar sind, deren Öffnungs- und Schließstellungen über eine Verbindung zu den Scheiben drehstellungsabhängig steuerbar sind. Der Wechsel des Arbeitsmediums, d. h. die Spülung, wird hierbei von den Ventilen gesteuert.
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Vorzugsweise ist eine der halben Zahl der Kolben entsprechende Zahl von Zündkerzen in gleichmäßigen Abständen längs des Hohlraums angeordnet, während als Arbeitsmedium ein Treibstoff-Luft-Gemisch über die Durchlaß-C öffnungen in den Hohlraum einspeisbar und durch die in Abhängigkeit von

den Drehstellungen der Scheiben mit Zündspannungen gespeisten Zündkerzen zündbar ist. Diese Vorrichtung arbeitet als Ottomotor. Es ist auch möglich, über die Durchlaßöffnungen für die Zufuhr des Arbeitsmediums ein Luft-Treibstoff-Gemisch unter Druck einzuspritzen, und das Luftj Treibstoff-Gemisch so hoch zu verdichten, daß es sich selbst entzündet.

&igr; 30 Eine solche Vorrichtung arbeitet als Dieselmotor. Auch besteht die Mög-

* lichkeit, Luft über eine Öffnung und Treibstoff über eine Einspritzdüse in

den Kompressionsraum zu leiten.

Bei einer besonders günstigen Ausführungsform sind die Zündkerzen oder Einspritzdüsen in den Kolben angeordnet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Zündungen nicht immer genau an der gleichen Position der Kolben relativ zum Gehäuse erfolgen müssen.
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Vorzugsweise ist am bzw. neben dem Hohlraum ein sich über 360° erstreckender Abgaskanal mit in gleichmäßigen Abständen voneinander angeordneten Absperrungen vorgesehen.

Die Kolben können verschiedene Formen haben. Beispielsweise können auch V ' Kolbenpaare verwendet werden.

Es lassen sich auch mehrere der oben beschriebenen Vorrichtungen paral-

■ IeI oder in Reihe schalten. Falls die Vorrichtungen im Teillastbereich arbeiten sollen, kann die Zahl der Zündungen vermindert werden. Es ist auch möglich, die beiden benachbarten Scheiben jeweils auf verschiedenen Wellen zu lagern, die längs einer gemeinsamen Achse angeordnet sind.

s Die Erfindung wird im folgenden anhand von in einer Zeichnung darge- f

stellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben, aus denen sich weitere Merkmale sowie Vorteile ergeben.

. Es zeigen:

Fig. 1 eine Rotationskolbenmaschine im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linien 1-1 der Fig. 1 dargestellten Rotationskolbenmaschine ,

Fig. 3 schematisch eine Rotationskolbenmaschine im Querschnitt mit Durchlaßöffnungen,

Fig. L, einen Längsschnitt durch eine Hälfte einer anderen Ausführungsform einer Rotationskolbenmaschine,
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Fig. 5 schematisch eine Rotationskolbenmaschine im Querschnitt mit in einer Gehäuseseite angeordnenten Durchlaßöffnungen,

Fig. 6 schematisch eine Rotationskolbenmaschine im Querschnitt mit einer anderen Verteilung der Durchlaßöffnungen im Gehäuse,

Fig. 7a bis 7d verschiedene Formen von Kolben im Querschnitt und

Fig. 8 und 9 Detailledarstellungen zur Verdeutlichung der Drehmomentabgabe.

Eine Rotationskolbenmaschine 1 enthält eine Welle 2, die in einem Gehäuse 3 mittels nicht dargestellten Lagern drehbar gelagert ist. Im Innern des

• hohlen Gehäuses 3 sind zwei Scheiben 4, 5 auf der Welle 2 drehbar gelagert. I>ie Scheiben 4, 5 befinden sich in kurzem Abstand nebeneinander. Sie sind unabhängig voneinander um die Längsachse 6 der Welle 2 drehbar angeordnet. An i"~ren äußeren, radialen Seiten 7 sind die Scheiben 4, 5 jeweils in gleichmäßigen Abständen längs des Umfangs mit Kolben verbunden. Die Scheibe 4 trägt z. B. vier Kolben 8, 9, 10 und 11, während die Scheibe 5 vier Kolben 12, 13, 14 und 15 aufweist. Die Kolben 8 bis 15 weisen gleiche Querschnitte auf. Im Gehäuse 3 befindet sich ein rotationssymmetrischer Hohlraum 16, der koaxial zur Längsachse 6 ausgebildet ist. Die Kolben 8 bis 15 ragen so in den Hohlraum 16 hinein, daß jeweils ein Kolben 8, 9, 10, 11 der einen Scheibe 4 auf einen Kolben 12, 13, 14, 15 der anderen Scheibe 5 folgt. Die Kolben 8 bis 15 haben bei der Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform einen kreisförmigen Querschnitt. Der Hohlraum 16 ist mit seiner an die Kolben 8 bis 15 angrenzenden Seite an die Querschnittsform der Kolben 8 bis 15 angepaßt. Da die Scheiben 4, 5 jeweils tangential mit ihren einander abgewandten Kreisflächen in die Kolben 8 bis 15 übergehen, hat die den Kolben 8 bis 15 zugewandte Seite des Hohlraums 16 die Form eines Halbkreisringes.

Die Scheiben 4, 5 sind in geringem Abstand voneinander jeweils auf einer Seite der durch die Mitte der Kolben 8 bis 15 senkrecht zur Längsachse 6 verlaufenden in Fig. 1 mit 17 bezeichneten Symeetrieebene angeordnet.

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In den Wänden des Gehäuses 3» &zgr;. B. in der einen Seitenwand 18, sind Durchlaßöffnungen 19, 20 jeweils für die Zufuhr und Ableitung von flüssigen und/oder gasförmigen Arbeitsmedien angeordnet. Die Durchlaßöffnungen 19, 20 sind paarweise in gleichmäßigen Abständen voneinander und in gleichem Abstand von der Welle 2 in der Seitenwand 18 vorgesehen. Die Zahl der Paare von Durchlaßöffnungen 19, 20 entspricht der halben ZaM der Kolben 8 bis 15- Da die in Fig. 1 bis 3 gezeigte Rotationskolbenmaschine acht Kolben enthält, befinden sich in der Seitenwand 18 vier Paare von Durchlaßöffnungen 19, 20. Zur Abdichtung der Kolben 8 bis 15 gegen die angrenzende Seite des Hohlraums 16 können

>, zweckmäßigerweise Kolbenringe verwendet werden. Gegen die Welle 2 sind

die Scheiben durch Dichtungen 49, die sich jeweils zwischen den einander abgewandten Seiten der Scheiben 4, 5 und dem Gehäuse 3 befinden und durch eine zwischen beiden Scheiben angeordnete Dichtung 50 abgedichtet. Die Dichtungen 49, 50 sind in nicht näher bezeichneten Nuten der Scheiben 4. 5 und des Gehäuses 3 befestigt.

Die in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform, die im Schnitt zwischen zwei Kolben dargestellt ist, hat mehrere Kolben 21, die einen rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Kanten aufweisen. Zwei nebeneinander angeordnete, unabhängig voneinander auf der Welle 2 drehbar gelagerte Scheiben 22, 23 umgreifen an ihren Befestigungsstellen mit den Kolben 21 diese auf ihren der Welle 2 zugewandten Seiten jeweils zur Hälfte und auf den ( ) senkrecht zur Welle 2 verlaufenden Seiten vollständig. Die Scheiben 22, 23

bilden daher teilweise bereite eine Abdeckung für die Kolben 21. Im Gehäuse 24 der Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind Durchlaßöffnungen 25« 26 angeordnet, die sich jeweils in einander entgegengesetzten Seiten 27, 28 des Gehäuses 24 befinden. Die Durchlaßöffnungen 25 sind für die Zufuhr des Arbeitsmediums und die Durchlaßöffnungen 26 für die Ableitung des Arbeitsmediums bestimmt. In den Scheiben 22, 23 befinden sich jeweils zu den Durchlaßöffnungen 25 und 26 korrespondierende Durchlaßöffnungen 29, 30. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ergibt sich eine etwas andere Anordnung der Dichtungen.

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Die Kolben 8, 9* 10 und 11 können relativ zu den Kolben 12, 13, 14, 15 bewegt werden. Bei einer Relativbewegung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten treten im Hohlraum 16 des Gehäuses 3 Arbeitsräume auf, die sich verengen und erweitern. Die Relativbewegung geschieht beispielsweise derart, daß jeweils eine Scheibe stillsteht, während sich die andere Scheibe um den freien Weg zwischen zwei Kolben 8, 12; 9, 13; 10, 14 und 11, 15 weiterdreht.

Danach kehrt sich die Reihenfolge der Bewegung der beiden Scheiben um.

Die beiden Scheiben 4* 5 sind jeweils mit einer Haltevorrichtung versehen,

( ) so daß sie sich nur in einer Richtung drehen können, die in Fig. 2 mit

dem Pfeil 31 bezeichnet ist. Als Rücklaufsperre kann auch eine Freilauf-.konstruktion verwendet werden.

Die oben beschriebene Vorrichtung kann prinzipiell als Kraft und als Arbeitsmaschine verwendet werden. Beispielsweise läßt sich die Vorrichtung . als Verbrennungsmotor, als Pumpe oder als Verdichter einsetzen. Bei der Verwendung als Kraft- oder als Arbeitsmaschine sind dann die durch das Arbeitsmedium bedingten Anpassungen vorzunehmen. Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der in gleichmäßigen Abständen längs des Hohlraums 16 Zündkerzen 32 vorgesehen sind. Die Vorrichtung gemäß Fig. 2 enthält weiterhin nicht näher dargestellte Einspritzventile und Auslaßventile.

Über die Einspritzventile oder Einlaßkanäle wird jeweils in einem be-

^- stimmten Abstand der Kolben 8, 12; 9, 13; 10, 14 und 11, 15 ein zünd-

fähiges Treibstoff-Luft-Gemisch dem Hohlraum 16 unter Druck zugeführt. Dieses zündfähige Gemisch befindet sich in den Arbeitskammern zwischen Paaren von Kolben 8, 12; 9, 13; 10, 14 und 11, 15. Durch die Bewegung der Kolben 8 bis 15 wird das zündfähige Gemisch noch stärker verdichtet. Wenn die Arbeitskammern zwischen den Kolben 8, 12; 9, 13; 10, 14 und 11, 15 auf den in Fig. 2 dargestellten kleinen Raum 33 verengt sind, in den an der entsprechenden Stelle die Zündkerze hineinragt, wird das Gemisch eingespritzt und gezündet. Die Zündzeitpunkte der Zündkerzen 32 sind auf die jeweilige Drehstellung der Scheiben 4, 5 eingestellt.

Nach dem Zünden des Gemisches in den Räumen 33 bleibt die zuvor in drehung versetzte Scheibe 5 stehen, während die Scheibe 4 über die Kolben 8,- 9» 10, 11 durch die Expansion der heißen Gase in Drehung versetzt wird. Nach einem gewissen Drehwinkel werden die Auslaßventile oder -kanäle zum Ausstoßen der heißen Gase geöffnet. Anschließend werden die Einspritzventile oder -kanäle geöffnet. Danach tritt wiederum eine Verdichtung des neu zugeführten Treibstoff-Lüft-Gemisches ein, bis zwischen den Kolben 8, 13; 9, 14; 10, 15 und 11, 12 die Arbeitskammern auf das Volumen der Räume 33 verkleinert sind. Es wird anschließend das Gemisch gezündet, wobei nunmehr die Scheibe 4 stillsteht, während die Scheibe 5 durch die Expansion der heißen Verbrennungsgase in Drehung versetzt wird. Während der Drehung der Scheiben 4, 5 steht an diesen ein Drehmoment zur Verfugung, das z. B. durch die Herstellung einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung zwischen Scheibe und Welle 2 auf diese übertragen werden kann. Auch kann eine elektrische oder hydraulische Kopplung erfolgen. An die Welle 2 ist z. B. eine Arbeitsmaschine angekuppelt.

Das schrittweise Bewegen der Scheiben 4, 5 geht detaillert folgendermaßen vonstatten.

Beide Scheiben 4, 5 stehen. Die in Drehrichtung vornstehenden Kolben 8, 9, 10, 11 der Scheibe 4 (siehe Fig. 2) bewegen sich durch Expansion nach eingeleiteter Zündung, während gleichzeitig Scheibe 5 mit den Kolben 12, 13, 14. 15 angehalten wird. (Kurz) Vor Erreichen der Position, in der die letztgenannten Kolben verharren (Fig. 2), wird Scheibe 5 gelöst, beide Scheiben 4 und 5 bewegen sich nun weiter in Drehrichtung bis z. B. Kolben 13 die Position des (in Fig. 2 dargestellten) Kolbens 9 eingenommen hat. Scheibe 5 wird nun wieder angehalten, während Scheibe 4 sich noch ein wenig weiterbewegt und die Kompression erhöht, dann hält auch Scheibe 4 an, eine neue Zündung findet statt, gleichzeitig wird jetzt Scheibe 5 gelöst und Scheibe 4 angehalten, der Zyklus beginnt erneut wie oben beschrieben, nur jetzt mit vertauschten Rollen von Scheibe 4 und Scheibe 5.

Die Anhaltevorrichtung selbst kann form- oder kraftschlüssig ausgebildet sein; im ersteren Fall z. B. durch einen klauenartigen Ring, der im Gehäuse 3 seitlich im (z. B.) Teil 18 (bzw. spiegelbildlieh in Bezug auf 17 für die andere Scheibe) angeordnet ist und koaxial mit der Welle 2 bewegt in die Scheibe 5 (für Teil 18) (bzw. in Scheibe 4 für die spiegelbildliche Anordnung) eingreift. Dieser Ring kann entsprechend gestaltet z, B. elektromagnetisch betätigt werden (evtl. gegen Federkraft). Die Ausnehmungen in den Scheiben müssen so ausgebildet sein, daß die zwei Anhaltestellungen je Scheibe und Vierteldrehung z. B. möglich sind.
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( &igr; Die kraftschlüssige Anhaltevorrichtung könnte z. B. so gestaltet sein, daß

eine Bremsscheibe an die jeweilige Scheibe 4 oder 5 z. B. hydraulisch angepreßt wird.

Man könnte das zweimalige Anhalten natürlich auch nicht eintreten lassen, sondern z. B. nach Zündung bei stehender Scheibe 5 die Scheibe 4 nur so weit drehen lassen, daß z. B. der Kolben 8 sich nur in die Position Ml (siehe Fig. 2, mit Bleistift nachgetragen) bewegt. Dann müßte eine weitere Zündkerze 102 angeordnet sein, d. h., daß in Abständen von etwas mehr als Kolbenbreite jeweils eine Zündkerze vorgesehen werden müßte, oder aber einen Einbau der Kerze in den Kolben vornehmen.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform sind schlitzförmige &ldquor; '■' Durchlaßöffnungen 19, 20 anstelle von Einspritzdüsen und Auslaßöffnungen

vorgesehen. Die Anzahl der Paare von Durchlaßöffnungen entspricht der Zahl der Arbeitskammern, die gleich der halben Anzahl von Kolben ist. Die Durchlaßöffnungen 19 für die Zufuhr des Treibstoff-Luft-Gemisches haben radial einen größeren Abstand von der Längsachse als die Durchlaßöffnungen 20 für die Ableitung der Verbrennungsgase.

Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform eines Rotationskolbenmotors, bei dem die Durchlaßöffnungen 19 für die Zufuhr des Treibstoff-Luft-Gemisches ebenso ausgebildet sind wie bei der in Fig· 3 dargestellten Vorrichtung. Für die Ableitung der heißen Verbrennungsgase sind gemäß der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform schlitzförmige Durchlaßöffnungen 34 vorge-

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sehen, die sich starker längs konzentrisch um die Längsachse 6 verkaufender, nicht dargestellter Kreisbögen als radial zur Längsachse 6 erstrecken.

5 In Fig. 6 ist eine Ausführungsform eines Rotationskolbenmotors dargestellt, bei dem jede Scheibe nur ein Paar von Kolben 35» 36 bzw. 37, 38

I trägt. Demzufolge sind nur zwei Durchlaßöffnungen 39 für die Zufuhr des

I Arbeitsmediums und zwei Durchlaßöffnungen ZO für die Ableitung des Ar-

I beitstnediums vorhanden. Die Durchlaßöffnungen 39» 40 sind jeweils um

% 10 180° gegeneinander versetzt im Gehäuse 3 angeordnet.

I ' Die Durchlaßöffnungen für die Zufuhr und Ableitung des Arbeitsmediums

\ können kreisförmige, als Ventilsitze ausgebildeta Abschnitte im Gehäuse 3

I enthalten. Die kreisförmigen Abschnitte sind zweckmäßigerweise als Ventil-

'i 15 sitze für nicht dargestellte Ventile ausgebildet, deren Öffnungs- und

j» Schließstellungen über Verbindungen zu den Scheiben 4, 5 bzw. 22, 23

1 drehstellungsabhängig steuerbar sind.

I Die Zündkerzen können zweckmäßigerweise statt im Gehäuse 3 in den KoI-i 20 ben angeordnet sein. Eine entsprechende Anordnung i;^?t in Fig. 6 dargeil stellt. Die Kolben 35 und 36 enthalten nicht näher dargestellte Aus- K sparungen mit ihren senkrecht zur Drehrichtung verlaufenden Seiten-I flächen. In diesen Ausbauchungen sind Zündkerzen 41 angeordnet, die \l (J über die zu den Kolben 35, 36 gehörige Scheibe mit Zündspannung ver- v 25 sorgt werden. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß die Zündungen I nicht immer genau an den gleichen Stellen in Bezug auf das Gehäuse 3 j,". stattfinden müssen. In den Kolben können auch die Einspritzdüsen vorge- ^ sehen sein.
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I 30 Die Rücklaufsperre bzw. die Haltevorrichtung für die Scheiben 4, 5 bzw.

I 22, 23 weist vorzugsweise eine Abstützmöglichkeit für die jeweilige in

I Ruhestellung gehaltene Scneibe auf. Diese Abstützvorrichtung wird zweck-

I mäßigerweise im Zusammenhang mit der Zündspannung so gesteuert, daß

I vor der Zündung die Abstützung wirksam gemacht wird. Durch die

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Abstützvorrichtung, mit der jeweils eine Scheibe angehalten wird, während sich die andere Scheibe dreht, wird der Aufbau eines hohen Kompressionsdruckes begünstigt.

An einer Innenwand des Gehäuses 3 kann ein über einen Bogen von 360° sich erstreckender Abgaskanal mit einzelnen Absperrungen vorgesehen sein. Die Absperrungen sind auf die jeweiligen Positionen der Kolben bei der Zündung und der sich anschließenden Expansionsphase abgestimmt. Die in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Rotationskolbenmaschinen können parallel geschaltet werden, d. h. es können mehrere derartige Rotationskolbenmaschinen auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sein.

Eine Hintereinanderschaltung der Rotationskolbenmaschinen, insbesondere beim Betrieb als Arbeitsmaschine, ist ebenfalls möglich.

Wenn die Rotationskolbenmaschinen als Motoren ausgebildet sind, die häufiger im Teillastbetrieb arbeiten, ist es möglich, bei mehreren Kolben pro Scheibe nicht alle möglichen Zündungen auszuführen.

Der Antrieb bei Rotationskolbenmotoren kann auch nach zwei Seiten erfolgen, wenn die Welle, auf der sich die Scheiben befinden, geteilt ist. Je nach dem Anwendungsfall kann dann eventuell auf ein Differential verziehtet werden.

Die Fig. 7a bis 7b zeigen verschiedene Ausführungsformen von Kolben. Gemäß Fig. 7a sind halbkreisförmige Kolben 42 an einer Scheibe 43 befestigt. In Fig. 7b ist ein Kolben 44 dargestellt, der in etwa rechteckig ausgebildet, von einer Scheibe 45 ausgeht, parallel zur Welle verläuft und eine halbkreisförmige Stirnseite besitzt. Gemäß Fig. 7c ist an einer Scheibe 46 ein Doppelkolben 47 befestigt. Die Fig. 7d zeigt eine andere Ausführungsform eines Doppelkolbens 48.

Anhand der Fig. 8 und 9 soll die Drehmomentabgabe verdeutlicht werden. Für die Drehmomentabgabo gibt es verschiedene Möglichkeiten, z. B. bei Betrieb mit Drehmomentabgabe nach beiden Seiten*

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Die Welle 2 (siehe Fig. 8) ist geteilt in 2a und 2b. Es kann eine Lagerung ineinander erfolgen (muß es aber nicht). Die Scheibe 4 wird fest verbunden mit Welle 2a, die Scheibe 5 fest mit 2b. Beide Wellen arbeiten jeweils auf ein Schwungrad 105 (bzw. einen Flansch oder ähnliches). Die Übertragung in nur eine Drehrichtung erfolgt durch Einbau z. B. eines Freilaufs 106. Genau wie zuvor erläutert für die linke Seite mit Scheibe 4 dargestellt, arbeitet spiegelbildlich auch die rechte Seite mit Schjibe 5, so daß zwei Antriebe, zwei Schwungräder zur Verfügung stehen, jeweils eine relativ hohe Gleichförmigkeit bei entsprechend möglicher hoher Drehzahl besitzen. Beide Schwungräder drehen in gleicher Richtung.

Der Betrieb mit Drehmomentabgabe nach einer Seite ist in Fig. 9 verdeutlicht. Die Welle 102a ist als Hohlwelle ausgebildet und fest mit der Scheibe U verbunden. Die mit der Scheibe 5 fest verbundene Welle 102b läuft durch die Welle 102a. Beide Wellenenden 102a und 102b sind jeweils über einen eigenen Freilauf 107 bzw. 108 mit einem Schwungrad 109 verbunden.

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Claims

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Patentanwälte · European Patent Attorneys
Dipl.-Ing. Joachim Strasse, München ■ Dipl.-Phys. Dr. Hans-Herbert Stoffregen, Hanau

Strasue · Stoffregen · Salzstraßella - P6450 Hanau

Salzstraße 11 a. Postfach 2144
,, &ldquor; , , D-6450 Hanau 1

Hartvag Groeneveld Telefon co6iei) 24383

Würzburger Str. 57 Telex 4184782 pat d

Rodenbach
10

-tansprüche

-.1. Rotationskolbenmaschine,

dadurch gekennzeichnet,

daß mindestens 2 vei Scheiben (4, 5; 22, 23) nebeneinander um die gleiche Längsachs« (6) unabhängig voneinander drehbar gelagert und an ihren radial äußeren Seiten (7) in gleichmäßigen Abständen mit Kolben (8 bis 15) versehen sind und daß die Kolben (8 bis 15) an den beiden Scheiben (4, 5) gleiche Querschnitte aufweisen -und jeweils abwechselnd ein Kolben (8, 9, 10, 11) der einen Scheibe (4) und ein Kolben (12, 13, 14, 15) der anderen Scheibe (5) in den gleichen rotationssymmetrischen, koaxial zur Längsachse (6) angeordneten Hohlraum eines Gehäuses (3) ragen, der mit flüssigen und/oder gasförmigen Arbeitsmedien beaufschlagbar ist.

2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Scheiben (4, 5; 22, 23) nur in einer Richtung (31) drehbar angeordnet sind.

3- Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß wenigstens die radial nach ciußen gerichteten Seiten der Kolben (8 bis 15) an die Form der an sie grenzenden Innenseite des Hohlraums (16) angepaßt sind,.

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I 4. Rotationskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Scheiben (4, 5; 22, 23) in geringem Abstand voneinander jeweils auf einer Seite der durch die Mitte der Kolben (8 bis 15, 21) 5 senkrecht zur Längsachse (6) verlaufenden Symmetrieebene (17) mit

den Kolben (8 bis 15, 21) verbunden sind.

,, 5· Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1,

!^; dadurch gekennzeichnet,

[ 10 daß in den Wänden (Id, 27, 28) des Gehäuses (3) jeweils Durchlaß-

! öffnungen (19, 20) für die Zufuhr und Ableitung für die flüssigen

\j ^-^ und/oder gasförmigen Arbeitsmedien angeordnet sind.

&idigr; 6. Rotationskolbenmaschine nach zumindest einem der vorhergehenden

! 15 Ansprüche,

; dadurch gekennzeichnet,

&iacgr; daß eine der halben Anzahl der Kolben (8 bis 15) entsprechende An-

; zahl von Paaren von Durchlaßöffnungen (19, 20), von denen jeweils

eine für die Zufuhr und eine für die Ableitung des Arbeitsmediums 20 vorgesehen sind, in gleichmäßigen Abständen in Bezug auf die für

die gleiche Funktion bestimmten Durchlaßöffnungen längs des Hohlraums (16) im Gehäuse (3) angeordnet sind.

( &Idigr; 7· Rotationskolbenmaschine nach zumindest einem der vorhergehenden

25 Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

; daß die Durchlaßöffnungen (19, 20, 34) schlitzartig ausgebildet und

jeweils durch die Kolben (8 bis 15) verschließbar und freigebbar i sind.

i 30

8. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Durchlaßöffnungen kreisförmig mit Ventilsitzen ausgebildet sind, die durch Ventile verschließbar sind, deren Öffnungs- und 35 Schließstellungen über eine Verbindung zu den Scheiben (4» 5) dlreh-

stellungse.bhängig steuerbar sind.

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Würzburger Str. 57

Rodenbach

Neue Schutzansprüche 9 bis

9. Rotationskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß eine der halben Zahl der Kolben (8 bis 15; 35 bis 38) entsprechende Zahl von Zündkerzen (32) in gleichmäßigen Abständen längs des Hohlraums (16) angeordnet sind.

10. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet,

daß Zündkerzen (41) oder Einspritzdüsen in den Kolben (35, 36) an-(^ geordnet sind.

11. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß im Gehäuse (3) ein über 360° verlaufender Abgaskanal vorgesehen ist, der in gleichmäßigen Abständen entsprechend der halben Zahl der Kolben Absperrungen enthält.

12. Rotationskolbenmaschine nach zumindest einem der vorhergehenden

Ansprüche,

gekennzeichnet durch

die parallele Anordnung von Paaren von Scheiben (4, 5; 22, 23) auf einer Welle (2).

!j.. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8* dadurch gekennzeichnet,

daß die Durchlaßöffnungen für die Ableitung mit Durchlaßöffnungen für die Zuleitung des Arbeitsmediums einer weiteren gleichartigen Rotationsmaschine verbunden sind.

14. Rotationskolbenmaschine nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Scheiben U, 5; 22, 23) über Freilaufvörrichtüngen mit der C. ·' Welle (2) verbunden sind.