DE9412903U1

DE9412903U1 - Drehkolben-Arbeitsmaschine

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Publication number: DE9412903U1
Application number: DE9412903U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-08-10
Filing date: 1994-08-10
Publication date: 1995-12-21
Anticipated expiration: 2004-08-11
Also published as: DE4428326A1

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehkolben-Arbeitsmaschine mit einer geraden Anzahl, also wenigstens zwei in einem ringförmigen, mit im Abstand voneinander angeordneten Bin-und Auslaßöffnungen versehenen Zylinderraum beweglichen, eine dem Zylinderraum angepaßte Raumform aufweisenden Arbeitskolben, die an je einen von wenigstens zwei um eine gemeinsame Achse dreh- und relativ zueinander beweglichen, insbesondere scheibenförmigen Kolbenträgern angeordnet sind, wobei den beiden Kolbenträgern mittels einer mechanischen Zwangssteuerung jeweils Umlaufbewegungen mit periodischer Geschwindigkeitsänderung, aufgezwungen werden, derart, daß zwecks Bildung eines Verdichtungsraumes einer einem oder mehreren definierten Punkten des ringförmigen Zylinderraumes zugeordneten Abbremsung bzw. einem Stillstand des einen Kolbenträgers eine Nachlaufbewegung des anderen Kolbenträgers und einer zwecks Bildung eines Expansionsraumes anschließenden Weiterbewegung des einen Kolbenträgers eine erneute Nachlaufbewegung des anderen Kolbenträgers zugeordnet ist und wobei die Arbeitskolben zumindest in der Hauptbewegungsrichtung über an diesem angeordnete, radial gerichtete und mit einer komplementären Ausnehmung im Kolbenkörper im formschlüssigen Eingriff stehende Arme starr an den jeweiligen Kolbenträger gefesselt sind.

Eine Drehkolben Arbeitsmaschine der vorgenannten Bauart ist aus der EP-OS 0 530 771 bekannt.

Sofern eine Drehkolben-Arbeitsmaschine dieser Bauart als Brennkraftmaschine ausgebildet und beispielsweise zum Antrieb eines Fahrzeuges eingesetzt werden soll, sollte sie möglichst vielfältigen Anforderung oder Bedingungen hinsichtlich der Regelung der Leistung und hinsichtlich der Anforderungen an die Brennstoffqualität und insbesondere hinsichtlich des Ab-

gasverhaltens gerecht werden.

Alle diese Kriterien sind zu einem nicht unwesentlichen Teil .von der Gestaltung des Brennraumes einerseits und der Wahl des Verdichtungsverhältnisses andererseits abhängig, wobei die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine von dem auf die Arbeitskolben wirkenden Gasdruck abhängig ist. Eine allen Anforderungen gerecht werdende, also generell optimale Brennraumform schlechthin ist bisher nicht bekannt geworden. Ebenso unterliegt auch der Brennverlauf der Füllung im Brennraum Einflüssen die die Bestimmung eines für alle vorkommenden Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine gleichbleibenden optimalen Verdichtungsverhältnises ausschließen. Daraus resultierend verändert sich bei herkömmlicherweise mit einem unveränderlichen Verdichtungsverhältnis arbeitenden Brennkraftmaschinen auch, insbesondere bei instationär betriebenen Brennkraftmaschinen über deren Betriebsbereich hin zum einen der auf die Arbeitskolben wirkende Gasdruck nicht unwesentlich, z.B. in Abhängigkeit von Temperaturänderungen der Zylinderfüllung, der Brennraumwandungen und dergl., als Folge davon ergibt sich eine Ungleichmäßigkeit in der abgegebenen Leistung je Brennstoffeinheit und in Verbindung damit naturgemäß eine Bereichsweise hohe Verschlechterung der Abgasqualität. Dabei ist die Verschlechterung der Abgasqualität zum Teil dadurch bedingt, daß bei solchen herkömmlichen Brennkraftmaschinen die Leistungsabgabe einfach durch Erhöhung der Brennstoffzufuhr geregelt wird, ohne Berücksichtigung bzw. Beeinflußung des Brennverlaufes in der Brennkammer. Dies jedenfalls wenn man von aufwendigen Zusatzeinrichtungen, wie Stoßaufladung, Ventilabschaltung oder Lader absieht.

Es ist daher anzustreben die Brennverhältnisse im Brennraum durch bauliche Maßnahmen so einzurichten, daß unter allen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine eine optimale Verbrennung stattfindet und daß ferner die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine wenigstens zu einem Teil auch eine regelbare oder selbstregelnde Veränderung des Verdichtungs-

Verhältnisses und damit des auf die Kolben wirkenden Gasdruckes erreicht wird.

Es ist daher eine den Betriebsbedingungen der Maschine entsprechend anpassbare Veränderlichkeit des Brennraumes wünschenswert und anzustreben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde für eine Drehkolben-Arbeitsmaschine der eingangs aufgezeigten Bauart eine Einrichtung zur Veränderung des Kompressionsverhältnisses zu schaffen, welche eine selbsttätige oder willkürlich beeinflußbare Veränderung des Kompressionsverhältnisses gestattet, wobei die Veränderung des Kompressionsverhältnisses ohne Eingriff in die der Geschwindigkeitsänderung der Umlaufbewegung der Kolbenträger zugeordnete Zwangssteuerung erreicht werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ausgehend von einer maximalen Bemessung der Brennraumgröße wenigstens einer der Arbeitskolben der Maschine in axialer Richtung längenverstellbar ausgebildet ist, wobei einem aus zwei entlang der Kolbenachse relativ zueinander beweglichen Teilen bestehenden Arbeitskolben jeweils ein aus zwei ralativ zueinander verstellbaren Teilen bestehender radialer Arm des zugehörigen Kolbenträgers zugeordnet ist.

Die axiale Längenveränderung des oder der Arbeitskolben ermöglicht eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Brennraumvolumens bzw. des Verdichtungsverhältnisses und damit eine Beeinflussung des Brennverlaufes in der Brennkammer, dahingehend, daß je zugeführter Brennstoffeinheit ein größtmöglicher Gasdruck auf die Arbeitskolben erzielt wird, weitgehend unabhängig von den jeweils herrschenden sonstigen Betriebsbedingungen, Gemischbildung-und Temperatur, Maschinentemperatur, etc. der Brennkraftmaschine. Daraus ergeben sich dann in weiterer Folge, eine optimale Brennstoffausnutzung in naturgemäßer Verbindung mit einer guten Abgasqualität, eine hohe Leistungsabgabe je zugeführter Brennstoffeinheit und ferner eine selbsttätige Anpassung des

Verdichtungsverhältnisses an die jeweilige c^.istungsanf orderung, was gerade in der Start-oder Beschleuhigungsphase eines Fahrzeuges, d.h. bei niedrigen Drehzahlen und hoher Leistungsanforderung wesentlich ist.

Ersichtlicherweise ist die Erlangung der angestrebten und erzielten Wirkungsweise nicht ausschließlich von einer bestimmten Bauart der Einrichtung zur Längenveränderung der Arbeitskolben abhängig. Dies insbesondere im Hinblick darauf, daß sich eine zur Lösung der gestellten Aufgabe ausreichende Längenverstellung auf einen Betrag von wenigen Millimetern, etwa 2mm, beschränkt.

In einer ersten Gruppe von Verwirklichungsformen ist vorgesehen, daß der radiale Arm des Kolbenträgers zumindest im Bereich seiner Verbindung mit dem Arbeitskolben einen ersten starr mit dem scheibenförmigen Kolbenträger verbundenen Teil und einen zweiten diesem gegenüber in Rotationsrichtung des Kolbenträgers verstellbaren zweiten Teil umfaßt.

Bei einer Verwiklichungsform ist der diesem gegenüber verstellbare zweite Teil des mit dem Arbeitskolben im Eingriff befindlichen radialen Armes dem ersten starr mit dem scheibenförmigen Kolbenträger verbundenen Teil gegenüber schwenkbar am Kolbenträger angeordnet, derart, daß sich bei einer Verstellung des verstellbaren zweiten Teiles eine Spreizung des radialen Armes des Kolbenträgers einstellt, wobei die Spreizbewegung des verstellbaren Teiles des radialen Armes auf eine relativ zu einer bleibend am feststehenden Teil des radialen Armes abgestützten Kolbenhälfte eine eine Verlängerung des Arbeitskolbens insgesamt bewirkende Verstellkraft ausübt,

Im Einzelnen kann bei einer solchen Verwirklichungsform vorgesehen sein, daß der diesem gegenüber verstellbare zweite Teil des mit dem Arbeitskolben im Eingriff befindlichen radialen Armes dem ersten starr mit dem scheibenförmigen KoI-

benträger verbundenen Teil gegenüber in Rotationsrichtung des Kolbenträgers verschiebbar angeordnet ist und daß dabei der dem ersten, starren Teil des radialen Armes des Kolbenträgers gegenüber verschiebbare Teil auf den in die Ausnehmung im Arbeitskolben eintauchenden Teil des radialen Armes begrenzt ist. Vorteilhafterweise ergibt sich eine kleinbauende und gewichtssparende Bauart einer solchen Verstelleinrichtung dadurch daß der auf den in die Ausnehmung im Arbeitskolben eintauchenden Teil des radialen Armes des Kolbenträgers begrenzte und dem ersten, starren Teil gegenüber verschiebbare Teil durch den Kolben eines Hydraulikzylinders gebildet ist.

Bei einer auf einer zweiteiligen Ausbildung des den Arbeitskolben tragenden radialen Armes des Kolbenträgers kann in einer anderen Verwirklichungsform aber auch vorgesehen sein, daß zwischen dem ersten starr mit dem Kolbenträger verbundenen und dem diesem gegenüber verschwenkbar angeordneten zweiten Teil des mit dem Arbeitskolben im Eingriff befindlichen radialen Armes des Kolbenträgers eine mechanische Spreizeinrichtung angeordnet ist.

Bei einer vorteilhaften, weil einfach bauenden und zuverlässig arbeitenden Ausbildung einer selbsttätig in Abhängigkeit von der Motordrehzahl wirksam werdenden Verstelleinrichtung ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die mechanische Spreizeinrichtung ein mittels Fliehkraft in Abhängigkeit von der Motordrehzahl verstellbares Spreizelement, insbesondere einen Keil oder eine Kugel, und wenigstens eine zugeordnete Angriffsfläche am schwenkbaren Teil sowie eine Abstützfläche am starren Teil des radialen Armes des Kolbenträgers umfaßt.

Eine mittels. Fliehkraftwirkung selbsttätig arbeitende Verstelleinrichtung kann aber auch in der Weise angeordnet und ausgebildet sein, daß der eine Teil des zweiteilig ausgebildeten Arbeitskolbens selbst die Angriffsfläche für das Spreizelement der Spreizeinrichtung trägt und der starre Teil des radialen Armes des Kolbenträgers die Abstützfläche für

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das Spreizelement bildet.

In einer weiteren Verwirklichungsform einer selbsttätig oder aber willkürlich aktivierbaren Verstelleinrichtung wird vorgeschlagen, daß zwischen dem ersten starr mit dem Kolbenträger verbundenen und dem diesem gegenüber verschwenkbar angeordneten zweiten Teil des mit dem Arbeitskolben im Eingriff befindlichen radialen Armes des Kolbenträgers eine hydraulische Spreizeinrichtung angeordnet ist.

Insbesondere für eine in Abhängigkeit von einer zugeordneten Steueranlage geregelte Verstelleinrichtung empfiehlt es sich, daß die hydraulische Spreizeinrichtung durch den Schmiermitteldruck betätigt ist und zur Steuerung der Druckbeaufschlagung der Spreizeinrichtung eine Ventilanordnung vorgesehen ist, welche an einem feststehenden Teil insbesondere des Motorgehäuses angeordnet ist. z.B. in Verbindung mit einer Austrittsöffnung der Schmiermittelpumpe. Dabei kann die Steueranlage entweder selbsttätig, z.B. durch einen Fliehkraftregler bzw. in Abhängigkeit vom Schmiermitteldruck oder einer sonstigen drehzahlabhängigen Einrichtung, oder aber durch einen willkürlichen Eingriff, z.B. manuell zur Anpassung des Verdichtungsverhältnisses an eine gegebene Treibstoffart oder zur Leitungsanpassung der Maschine an gegebene Leistungsanforderungen, geregelt werden.

Eine besonders vorteilhafte Unterbringung der Steuer-und Regelungsanlage für die Verstelleinrichtung kann sich in manchen Fällen aber auch dadurch ergeben, daß die der Steuerung der Druckbeaufschlagung der hydraulischen und mit Schmiermitteldruck beaufschlagten Spreizeinrichtung dienende Ventilanordnung innerhalb des zweiteiligen Arbeitskolbens, insbesondere in dem an dem feststehenden Teil des radialen Armes des Kolbensträgers in Anlage verbleibenden Teil des Arbeitskolbens angeordnet ist.

In vergleichbarer Weise kann es bei entsprechender baulicher

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Gestaltung der Maschine auch vorteilhaft sein, daß die der Steuerung der Druckbeaufschlagung der hydraulischen und mit Schmiermitteldruck beaufschlagten Spreizeinrichtung dienende Ventilanordnung innerhalb der die Kolbenträger lagernden Wellen angeordnet sind.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendung einer mechanischen oder hydraulischen Ausbildung der Verstelleinrichtung beschränkt, vielmehr kann im Rahmen der Erfindung weiterhin auch vorgesehen sein, daß zwischen dem ersten starr mit dem Kolbenträger verbundenen und dem diesem gegenüber verschwenkbar angeordneten zweiten Teil des mit dem Arbeitskolben im Eingriff befindlichen radialen Armes des Kolbenträgers eine elektrisch, insbesondere mitteles eines elektrischen Linearmotors, betätigte Spreizeinrichtung angeordnet ist. Die Verwendung eines elektrisch betätigten Linearmotors, z.B. Hubmagneten, zur Betätigung der Spreizeinrichtung erlaubt vorteilhafterweise auch eine baueinheitliche Kombination der Spreizeinrichtung mit einer Rückstelleinrichtung und zeichnet sich darüberhinaus durch eine hohe Ansprechgeschwindigkeit und Steuergenauigkeit aus.

Allen mit einer mechanischen oder hydraulischen Betätigungseinrichtung versehenen Spreizeinrichtungen ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung eine eigenständig ausgebildete Rückstelleinrichtung zugeordnet, welche aus einer Rückzugsfederanordnung besteht.

Hinsichtlich der Einzelausgestaltung kann dabei vorgesehen sein, daß die der Spreizeinrichtung als Rückstelleinrichtung zugeordnete Federanordnung wenigstens eine an dem dem Kolbenträger gegenüber nicht verstellbaren Teil des radialen Armes bzw. des Arbeitskolbens abgestützte und am entsprechenden verstellbaren Teil angreifende Spiralfeder gebildet ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltungsform kann aber auch vorgesehen sein, daß allen mit einer mechanischen oder hydraulischen Betätigungseinrichtung versehenen Spreizeinrichtungen

eine hydraulisch, insbesondere durch den Schmiermitteldruck betätigbare Rückstelleinrichtung zugeordnet ist, welche aus einer Zylinder-Kolbenanordnung und einer vorgeschalteten Steuerventilanordnung besteht.

In weiterer Vervollständigung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der zweiteilig ausgebildete Arbeitskolben einen ersten, mit dem starr mit dem Kolbenträger verbundenen Teil des radialen Armes im ständigen formschlüssigen Eingriff stehenden und einem in oder an diesem axial verschieblich geführten, insbesondere mit einem hülsenartig gestalteten Kolbenhemd ausgestatteten zweiten Teil umfaßt.

In diesem Zusammenhang kann es sich naturgemäß auch anbieten, daß eine hydraulische mit dem Schmiermitteldruck beaufschlagbare Spreizeinrichtung samt einer zugehörigen Rückstelleinrichtung zwischen den beiden Teilen des Arbeitskolbens angeordnet ist, beispielsweise in der Form, daß die beiden Kolbenhälften selbst als Stellzylinder ausgebildet sind, wobei an der einen, der beweglichen Kolbenhälfte ein Kolbenteil ausgebildet ist welches mit eine an der anderen, der relativ zum radialen Arm des Kolbenträgers feststehenden Kolbenhälfte ausgebildeten ZyIinderausnehmung im bleibenden Eingriff steht, und wobei ferner die Zylinderausnehmung vermittels innerhalb des Kolbenträgers angeordneter Leitungbohrungen und einer diesen vorgeschalteten Steuerventilanordnung mit einer Schmiermittel-Druckquelle in Verbindung steht. Bei einer solcherart gestalteten und in den Kolben selbst integrierten Spreizeinrichtung kann die Rückstelleinrichtung aus einem einfachen Öffnungsventil bestehen, da das in der Spreizkanner befindliche Schmiermittel oder sonstige Hydraulikmedium durch den auf den Kolben wirkenden Gasdruck ausgetrieben wird, sobald eine Ablaßöffnung geöffnet ist.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beispielsbeschreibung anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben.

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In der Zeichnung zeigt die

Figur 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer Drehkolbenarbeitsmaschine;

Figur 2 eine Einzelheit zu Figur 1 im vergrößerten Maßstab;

Figur 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Verwirk-1ichungsform;

Figur 4 eine schematische Darstellung einer dritten Verwirk-1ichungsform;

Figur 5 eine schematische Darstellung einer vierten Verwirklichungsform;

Eine in der Zeichnung mehr schematisch dargestellte Drehkolben-Arbeitsmaschine besteht aus einer geraden Anzahl in einem ringförmigen, mit im Abstand voneinander angeordneten Ein-und Auslaßöffnungen 1, 2 versehenen Zylinderraum 3 beweglichen, eine dem Arbeitsraum angepaßte Raumform aufweisenden Arbeitskolben 4 und 5, die an je einen von wenigstens zwei um eine gemeinsame Achse 6 dreh- und relativ zueinander beweglichen, insbesondere scheibenförmigen Kolbenträgern 7 und 8 angeordnet sind, wobei den beiden Kolbenträgern 7 und 8 eine in der Zeichnung nicht gezeigte mechanische Zwangssteuerung zugeordnet ist, welche jedem der Kolbenträger 7 und 8 jeweils periodische Geschwindigkeitsänderungen in ihrer Umlaufbewegung aufzwingt.

Bei allen in der Zeichnung dargestellten Ausführunsformen sind die Arbeitskolben 4 und 5 in axialer Richtung in eine erste 41 und eine zweite, der ersten gegenüber axial verschiebliche Kolbenhälfte 42 unterteilt. Die erste Kolbenhälfte 41 weist dabei ein hülsenartig gestaltetes Kolbenhemd

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43 auf, in welches ein im wesentlichen kolbenartig gestalteter Abschnitt 44 der zweiten Kolbenhälfte eingreift. Die Flankenflächen 45, 46 einer dem radialen Arm 9 des Kolbenträgers 7 bzw. 8 zugeordneten Eingriffsausnehmung sind dabei zum einen in der Kolbenhälfte 42 und zum anderen in der Kolbenhälfte 21 angeordnet bzw. ausgebildet.

Bei den Ausführungsformen nach den Figuren 3 und 4 ist der radiale Arm 9 des Kolbenträgers 7 bzw. 8 in zwei schwenkbar miteinander verbundene Teile unterteilt, wobei ein zweiter schwenkbarer Teil 90 mittels eines Schwenkgelenkes 91 an einem ersten feststehend mit dem Kolbenträger 7 bzw. 8 verbundenen Teil 92 angelenkt ist. Mit ihren freien Enden tauchen beide Teile 91 und 92 in eine Ausnehmung 100 im einen Teil 41 des zweiteiligen Kolbenkörpers ein. Zur Verstellung des Kompressionsverhältnisses mittels axialer Längenänderung des Arbeitskolbens 4 bzw. 5 dient bei der Ausführungsform nach Figur 3 ein zwischen den beiden Teilen 91 und 92 des radalen Armes 9 angeordneter und vermittels in der Zeichnung nur teilweise dargestellter Leitungsbohrungen 93 und 94 sowie vermittels einer im Einzelnen nicht gezeigten Steuerventilanlage mit der Schmiermittelpumpe in Verbindung stehender Hydraulikzylinder 95, der falls er doppeltwirkend ausgebildet ist, sowohl eine Spreiz-als auch eine Rückstellbewegung des zweiten schwenkbaren Teiles des radialen Armes bewirken kann.

Bei der Ausführungsform nach Figur 4 dient ein zwischen den beiden Teilen 90 und 92 des radalen Armes 9 angeordnetes mechanisches Spreizelement 96 zur Längenverstellung des zweiteiligen Arbeitskolbens 4 bzw. 5 und damit des Kompressionsverhältnisses mittels axialer Längenänderung des Arbeitskolbensm 4 bzw. 5. Das mechanische Spreizelement 96 ist hierbei durch einen kugelförmigen Fliehkörper gebildet, welcher bei zunehmender Drehzahl der Maschine unter Abstützung gegen den feststehenden Teil des radialen Armes 9 dessen schwenkbaren Teil 92 zunehmend in Spreizrichtung verstellt. Der kugelför-

mige Fliehkörper 96 ist mittels einer Feder 97 am feststehenden Teil 91 des radialen Armes 9 oder am Kolbenträger 7 bzw.

8 gehalten.

Bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 ist der diesem gegenüber verstellbare zweite Teil 92 des mit dem Arbeitskolben 4 bzw. 5 im Eingriff befindlichen radialen Armes

9 dem ersten starr mit dem scheibenförmigen Kolbenträger 7 bzw. 8 verbundenen Teil 91 gegenüber in Rotationsrichtung des Kolbenträgers 7 bzw. 8 verschiebbar angeordnet, wobei der dem ersten, starren Teil 92 des radialen Armes 9 des Kolbenträgers 7 bzw. 8 gegenüber verschiebbare Teil 90 auf den in die Ausnehmung 100 im Arbeitskolben 4 bzw. 5 eintauchenden Teil des radialen Armes 9 begrenzt ist. Der auf den in die Ausnehmung 100 im Arbeitskolben 4 bzw. 5 eintauchenden Teil des radialen Armes 9 des Kolbenträgers 7 bzw. 8 begrenzte und dem ersten, starren Teil 92 gegenüber verschiebbare Teil 90 des radialen Armes 9 ist dabei durch den Kolben eines Hydraulikzylinders gebildet.

Bei der Ausführungsform nach Figur 5 ist eine hydraulische mit dem Schmiermitteldruck beaufschlagbare Spreizeinrichtung samt einer zugehörigen Rückstelleinrichtung zwischen den beiden Teilen 41 und 42 des Arbeitskolbens 4 bzw. 5 angeordnet ist, beispielsweise in der Form, daß die beiden Kolbenhälften 41 und 42 selbst als Stellzylinder ausgebildet sind, wobei zwischen der Innenseite des Kolbenbodens der ersten Kolbenhälfte 42 und dem Endes des in diese eingreifenden Abschnittes 44 der zweiten Kolbenhälfte 41 eine hydraulische Druckkammer 49 ausgebildet ist, deren Befüllung mit unter Druck stehendem Hydraulikmedium, z.B. Schmiermittel, zu einer axialen Längenänderung des Arbeitskolbens 4 führt. Umgekehrt führt die Freigabe einer Entlastungsöffnung der Druckkammer 49 zu einer selbsttätigen Rückstellung der Längenänderung des Arbeitskolbens. Die hydraulische Druckkammer steht vermittels innerhalb des Kolbenträgers 7 bzw. 8 und des radialen Armes 9 angeordneter Leitungbohrungen und einer diesen vorgeschalteten Steuerventilanordnung mit einer Schmiermittel-Druck-

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quelle in Verbindung. Die Flankenflächen 45, 46 einer dem radialen Arm 9 des Kolbenträgers 7 bzw. 8 zugeordneten Eingriff sausnehmung sind dabei in der Kolbenhälfte 41 angeordnet bzw. ausgebildet.

Bei allen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Spreizeinrichtung jeweils eine eigenständig ausgebildeteim Einzelnen nur in der Figur 2 gezeigte Rückstelleinrichtung zugeordnet, welche aus einer Rückzugsfederanordnung besteht, und eine an dem dem Kolbenträger 7 bzw. 8 gegenüber nicht verstellbaren Teil 92 des radialen Armes 9 bzw. abgestützte und am entsprechenden verstellbaren Teil 90 des radialen Armes 9 angreifende Spiralfeder 200 gebildet ist.

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Claims

Peter Pelz ... . ^ ^ ^ ^ ^

Robert-Koch-Str. 4a

82547 Eurasburg

Drehkolben-Arbeitsmaschine

4*r ANSPRÜCHE :

1) Drehkolben-Arbeitsmaschine mit einer geraden Anzahl, also wenigstens zwei in einem ringförmigen, mit im Abstand voneinander angeordneten Ein-und Auslaßöffnungen versehenen ZyIinderraum beweglichen, eine dem Zylinderraum angepaßte Raumform aufweisenden Arbeitskolben, die an je einen von wenigstens zwei um eine gemeinsame Achse dreh- und relativ zueinander beweglichen, insbesondere scheibenförmigen Kolbenträgern angeordnet sind, wobei den beiden Kolbenträgern mittels einer mechanischen Zwangssteuerung jeweils Umlaufbewegungen mit periodischer Geschwindigkeitsänderung aufgezwungen werden, derart, daß zwecks Bildung eines Verdichtungsraumes einer einem oder mehreren definierten Punkten des ringförmigen Zylinderraumes zugeordneten Abbremsung bzw. einem Stillstand des einen Kolbenträgers eine Nachlaufbewegung des anderen Kolbenträgers und einer zwecks Bildung eines Expansionsraumes anschließenden Weiterbewegung des einen Kolbenträgers eine erneute Nachlaufbewegung des anderen Kolbenträgers zugeordnet ist und wobei die Arbeitskolben zumindest in der Hauptbewegungsrichtung über an diesem angeordnete, radial gerichtete und mit einer komplementären Ausnehmung im Kolbenkörper im formschlüssigen Eingriff stehende Arme starr an den jeweiligen Kolbenträger gefesselt sind, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von einer maximalen Bemessung der Brennraumgröße wenigstens einer der Ar-

beitskolben der Maschine in axialer Richtung längenverstellbar ausgebildet ist, wobei einem aus zwei entlang der Kolbenachse relativ zueinander beweglichen Teilen bestehenden Arbeitskolben jeweils ein aus zwei ralativ zueinander verstellbaren Teilen bestehender radialer Arm des zugehörigen Kolbenträgers zugeordnet ist.

2) Drehkolben-Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Arm des Kolbenträgers zumindest im Bereich seiner Verbindung mit dem Arbeitskolben einen ersten starr mit dem scheibenförmigen Kolbenträger verbundenen Teil und einen zweiten diesem gegenüber in Rotationsrichtung des Kolbenträgers verstellbaren zweiten Teil umfaßt.

3) Drehkolben-Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der diesem gegenüber verstellbare zweite Teil des mit dem Arbeitskolben im Eingriff befindlichen radialen Armes dem ersten starr mit dem scheibenförmigen Kolbenträger verbundenen Teil gegenüber schwenkbar am Kolbenträger angeordnet ist.

4) Drehkolben-Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der diesem gegenüber verstellbare zweite Teil des mit dem Arbeitskolben im Eingriff befindlichen radialen Armes dem ersten starr mit dem scheibenförmigen Kolbenträger verbundenen Teil gegenüber in Rotationsrichtung des Kolbenträgers verschiebbar angeordnet ist.

5) Drehkolben-Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dem ersten, starren Teil des radialen Armes des Kolbenträgers gegenüber verschiebbare Teil auf den in die Ausnehmung im Arbeitskolben eintauchenden Teil des radialen Armes begrenzt ist.

6) Drehkolben-Arbeitsmaschine nach Anspruch 4 und 5, dadurch

gekennzeichnet, daß der *auf**den in die Ausnehmung im Arbeitskolben eintauchenden Teil des radialen Armes des Kolbenträgers begrenzte und dem ersten, starren Teil gegenüber verschiebbare Teil durch den Kolben eines Hydraulikzylinders gebildet ist.

T) Drehkolben-Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten starr mit dem Kolbenträger verbundenen und dem diesem gegenüber verschwenkbar angeordneten zweiten Teil des mit dem Arbeitskolben im Eingriff befindlichen radialen Armes des Kolbenträgers eine mechanische Spreizeinrichtung angeordnet ist.

8) Drehkolben-Arbeitsmaschine nach einem der Anspüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Spreizeinrichtung ein mittels Fliehkraft in Abhängigkeit von der Motordrehzahl verstellbares Spreizelement, insbesondere einen Keil oder eine Kugel, und wenigstens eine zugeordnete Angriffsfläche am schwenkbaren Teil sowie eine Abstützfläche am starren Teil des radialen Armes des Kolbenträgers umfaßt.

9) Drehkolben-Arbeitsmaschine nach einem der Anspüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil des zweiteilig ausgebildeten Arbeitskolbens selbst die Angrifssfläche für das Spreizelement der Spreizeinrichtung trägt und der starre Teil des radialen Armes des Kolbenträgers die Abstützfläche für das Spreizelement bildet.

10) Drehkolben-Arbeitsmaschine nach einem der Anspüche 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten starr mit dem Kolbenträger verbundenen und dem diesem gegenüber verschwenkbar angeordneten zweiten Teil des mit dem Arbeitskolben im Eingriff befindlichen radialen Armes des Kolbenträgers eine hydraulische Spreizeinrichtung angeordnet ist.

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11) Drehkolben-Arbeitsmaschine nach einem der Anspüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Spreizeinrichtung durch den Schmiermitteldruck betätigt ist und zur Steuerung der Druckbeaufschlagung der Spreizeinrichtung eine Ventilanordnung vorgesehen ist, welche an einem feststehenden Teil insbesondere des Motorgehäuses angeordnet ist. z.B. in Verbindung mit einer Austrittsöffnung der Schmiermittelpumpe.

12) Drehkolben-Arbeitsmaschine nach einem der Anspüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die der Steuerung der Druckbeaufschlagung der hydraulischen und mit Schmiermitteldruck beaufschlagten Spreizeinrichtung dienende Ventilanordnung innerhalb des zweiteiligen Arbeitskolbens, insbesondere in dem an dem feststehenden Teil des radialen Armes des Kolbensträgers in Anlage verbleibenden Teil des Arbeitskolbens angeordnet ist.

13) Drehkolben-Arbeitsmaschine nach einem der Anspüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die der Steuerung der Druckbeaufschlagung der hydraulischen und mit Schmiermitteldruck beaufschlagten Spreizeinrichtung dienende Ventilanordnung innerhalb der die Kolbenträger lagernden Wellen angeordnet ist.

14) Drehkolben-Arbeitsmaschine nach einem der Anspüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten starr mit dem Kolbenträger verbundenen und dem diesem gegenüber verschwenkbar angeordneten zweiten Teil des mit dem Arbeitskolben im Eingriff befindlichen radialen Armes des Kolbenträgers eine elektrisch, insbesondere mitteles eines elektrischen Linearmotors, betätigte Spreizeinrichtung angeordnet ist.

15) Drehkolben-Arbeitsmaschine nach einem der Anspüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizeinrichtung

eine Rückstelleinrichtung zugeordnet ist, welche aus einer Rückzugsfederanordnung besteht.

16) Drehkolben-Arbeitsmaschine nach einem der Anspüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die der Spreizeinrichtung als Rückstelleinrichtung zugeordnete Federanordnung wenigstens eine an dem dem Kolbenträger gegenüber nicht verstellbaren Teil des radialen Armes bzw. des Arbeitskolbens abgestützte und am entsprechenden verstellbaren Teil angreifende Spiralfeder gebildet ist.

17) Drehkolben-Arbeitsmaschine nach einem der Anspüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizeinrichtung eine hydraulisch betätigbare Rückstelleinrichtung zugeordnet ist, welche aus einer Zylinder-Kolbenanordnung und einer vorgeschalteten Steuerventilanordnung besteht.

18) Drehkolben-Arbeitsmaschine nach einem der Anspüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiteilig ausgebildete Arbeitskolben einen ersten, mit dem starr mit dem Kolbenträger verbundenen Teil des radialen Armes im ständigen formschlüssigen Eingriff stehenden und einem in oder an diesem axial verschieblich geführten, insbesondere mit einem hülsenartig gestalteten Kolbenhemd ausgestatteten zweiten Teil umfaßt.

19) Drehkolben-Arbeitsmaschine nach einem der Anspüche 1 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine hydraulische mit dem Schmiermitteldruck beaufschlagbare Spreizeinrichtung samt einer zugehörigen Rückstelleinrichtung zwischen den beiden Teilen des Arbeitskolbens angeordnet ist.

20) Drehkolben-Arbeitsmaschine nach einem der Anspüche 1 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kolbenhälften selbst als Stellzylinder ausgebildet sind, wobei an der einen, der beweglichen Kolbenhälfte ein Kolbenteil ausgebildet ist welches mit eine an der anderen, der relativ

zum radialen Arm des Kolbenträgers feststehenden Kolbenhälfte ausgebildeten Zylinderausnehmung im bleibenden Eingriff steht, und wobei ferner die Zylinderausnehmung vermittels innerhalb des Kolbenträgers angeordneter Leitungbohrungen und einer diesen vorgeschalteten Steuerventilanordnung mit einer Schitiiermittel-Druckquelle in Verbindung steht.