EP0851970B1 - Rotierende brennkraftmaschine - Google Patents
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- F01C1/063—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them
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- F02B2053/005—Wankel engines
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Definitions
- the engine operate as a four stroke/cycle engine with the rotor assemblies being driven in the reverse direction to the crankshaft at an average rotational speed equal to one third thereof, that each rotor has a rotor body extending into and sealing the inside opening of the toroidal cylinder and four pistons disposed equidistant about the outer portion of the rotor body and that the inlet and outlet port means comprise a pair of diametrically opposed inlet ports and a pair of diametrically opposed outlet ports and that respective inlet and outlet ports are disposed in pairs of ports adjacent one another and adjacent the position of the pistons when disposed beside one another.
- This output shaft speed is accommodated using a final drive ratio of 1:1.
- similar proportions will exist. That is smaller wheel diameters will correlate to smaller toroidal cylinders with rotor assemblies rotating at higher speeds for the same piston speed.
- each drive pin 56 supports a bearing block 57 at its opposite ends and each bearing block 57 has a part-cylindrical outer bearing surface 87.
- Table 1 details the mode of the working chambers defined between the sixteen working faces of the pistons relative to the rotation of the crankshaft. This tabulation also shows the relative rotation of the rotors as well as their corresponding angular velocities for the cycle positions tabulated.
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Claims (28)
- Rotationsverdrängervorrichtung von jenem Typ, welcher umfasst:einen festen toroidalen Zylinder, der in einer Zylindergehäuseeinheit ausgebildet ist, welche eine ringförmige Öffnung vorsieht, die sich um einen inneren Umfangsabschnitt des toroidalen Zylinders herum erstreckt;nebeneinander angeordnete Rotore, welche sich in die ringförmige Öffnung hinein erstrecken, diese verschließen und entsprechende Kolben im toroidalen Zylinder tragen, wobei sich die Kolben in einer verzögerten Progression durch den toroidalen Zylinder bewegen können, wobei die Kolben jeweils um sie herum angeordnete Dichtungsmittel aufweisen, welche direkt mit der Wand des toroidalen Zylinders in Eingriff stehen, um sich ausdehnende und sich zusammenziehende Arbeitskammern innerhalb des toroidalen Zylinders zwischen benachbarten Kolben auf den entsprechenden Rotoren auszubilden;Einlass- und Auslassöffnungen in der Wand des toroidalen Zylinders für das Eintreten und das Austreten von Fluid zu den bzw. von den Arbeitskammern;eine Antriebswelle, welche in der Zylindergehäuseeinheit für die Drehung um eine Antriebswellenachse, welche konzentrisch zur Achse der Rotoren verläuft, gelagert ist;die Antriebswelle einen Kurbelzapfen aufweist, der von der Antriebswellenachse versetzt ist undzwischen einem Hauptlager und den Rotoren angeordnet ist;der Kurbelzapfen ein Planetenglied für eine kreisende Bewegung um die Antriebswellenachse trägt;das Planetenglied um den Kurbelzapfen drehbar ist und mit dem komplementären Antriebsmittel in Eingriff steht, welches der Zylindergehäuseeinheit zugeordnet ist, wobei die Drehung der Kurbelwelle bewirkt, dass sich das Planetenglied dreht und dieses mit einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit relativ zur Kurbelwelle um die Antriebswellenachse kreist;jeder Rotor eine entsprechende Antriebsverbindung mit dem Planetenglied aufweist, welches von der Antriebswellenachse versetzt ist, zum Drehen der Rotoren, derart, dass sich die dadurch getragenen Kolben in einer verzögerten Progression durch den toroidalen Zylinder bewegen, wobei die jeweiligen Kolben die sich ausdehnenden und sich zusammenziehenden Arbeitskammern innerhalb des toroidalen Zylinders definieren; undsich eine der Antriebsverbindungen vom Planetenglied durch eine Öffnung im nahen Rotor zum fernen Rotor erstreckt.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die direkte Antriebsverbindung zwischen jedem Rotor und dem oder jedem Planetenglied ein Antriebszapfen ist, welcher mit seiner Achse parallel zur Antriebswellenachse angeordnet ist und welcher fest in einem aus einer Gruppe umfassend ein Planetenglied und einen Rotor angeordnet ist und gleitend in einem entsprechenden radialen Schlitz im jeweils anderen aufgenommen ist.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach Anspruch 2, wobei jeder Antriebszapfen fest in einem jeweiligen Rotor angeordnet ist und wobei ein Zweitplanetenglied auf einem weiteren Kurbelzapfen angebracht ist, welcher koaxial mit dem Kurbelzapfen, jedoch auf der entgegengesetzten Seite der Rotoren angeordnet ist, und wobei sich jeder Antriebszapfen durch ein Fenster im benachbarten Rotor zu einem entsprechenden Schlitz in jedem Planetenglied erstreckt.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach Anspruch 3, wobei jeder Schlitz ein radialer Schlitz ist und die Schlitze symmetrisch um das Planetenglied angeordnet sind.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 2 bis 5, wobei jeder Antriebszapfen in einem Gleitblock aufgenommen wird, welcher frei entlang dem entsprechenden Schlitz verschiebbar ist.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach Anspruch 5, wobei jeder Antriebszapfen drehbar in einem entsprechenden Gleitblock aufgenommen wird.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei jeder Schlitz ein teilweise kreisförmiges Profil aufweist, wobei jeder Gleitblock in einem entsprechenden Schlitz festgehalten wird.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, wobei die Antriebswelle ein Zwischenlager aufweist, auf welchem die Rotoren angebracht sind, wobei das Zwischenlager mit der Antriebswellenachse konzentrisch ist und zwischen den Hauptlagern angeordnet ist.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach Anspruch 8, wobei sich das Zwischenlager radial über den Kurbelzapfen hinaus erstreckt.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Kurbelzapfen und das Zwischenlager einstückig ausgebildet sind und jeder Hauptlagerzapfen exzentrisch an einem Endvorsprung des Kurbelzapfens befestigt ist.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Zwischenlager um die Mittelebene, welche die toroidale Mittellinie des toroidalen Zylinders enthält, symmetrisch ist.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, wobei die ringförmige Öffnung um die Mittelebene symmetrisch ist.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Öffnung eine verengte Öffnung zum toroidalen Zylinder bildet.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, wobei die Umfangsflächen der Rotoren zylindrisch sind, sich miteinander erstrecken und an entsprechenden entgegengesetzten Verbindungsstellen zwischen der Öffnung und dem toroidalen Zylinder enden.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach Anspruch 14, wobei die nebeneinander angeordneten Rotoren an der Mittelebene, welche die toroidale Mittellinie des toroidalen Zylinders enthält, zueinander passen, und sich die Verbindung zwischen den Rotoren und den jeweiligen Kolben darauf über die Umfangsflächen entsprechender Rotoren an entgegengesetzten Seiten der Mittelebene erstreckt.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, wobei die nebeneinander angeordneten Rotoren identisch sind, jedoch einander entgegengerichtet angeordnet sind.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, wobei die Zylindergehäuseeinheit entsprechende entgegengesetzte Gehäuseabschnitte umfasst, die entlang der Mittelebene, welche die toroidale Mittellinie des toroidalen Zylinders enthält, zueinander passen.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Einlass- und die Auslassöffnungen von der Verbindungsstelle der Gehäuseabschnitte beabstandet sind.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach Anspruch 17, wobei sich die Antriebswelleneinheit zwischen den Gehäuseabschnitten erstreckt und drehbar in den entsprechenden entgegengesetzten Gehäuseabschnitten durch Laden entgegengesetzter Enden der Antriebswelle axial in die entsprechenden entgegengesetzten Gehäuseabschnitte vom Inneren davon angebracht wird, und wobei die Antriebsverbindung Komponenten umfasst, die wirkend über die Antriebswelle von einem oder entsprechenden entgeengesetzten Enden davon durch Ineinandergreifen von Komponenten in einer axialen Richtung zusammengebaut werden können, wobei die Rotationsverdrängervorrichtung problemlos durch aufeinanderfolgendes Hinzufügen von Komponenten in einer axialen Richtung in Wirkeingriff miteinander zusammengebaut werden kann.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, wobei jedes Ende der Antriebswelle an entgegengesetzten Seiten der Zylindergehäuseeinheit freiliegt.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, wobei das oder jedes Planetenglied ein Planetenrad aufweist, welches mit dem Kurbelzapfen konzentrisch ist, der mit einem komplementären Zahnrad ineinander greift, das der Zylindergehäuseeinheit zugeordnet und konzentrisch um die Antriebswellenachse angeordnet ist.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, wobei der toroidale Zylinder einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche und als Viertaktmotor konfiguriert, wobei:die Rotoren in die der Antriebswelle entgegengesetzte Richtung angetrieben werden;die Einlass- und Auslassöffnungen ein Paar diametral entgegengesetzter Einlassöffnungen und ein Paar diametral entgegengesetzter Auslassöffnungen umfassen; undentsprechende Einlass- und Auslassöffnungen in Paaren an entsprechenden beabstandeten Positionen in der Nähe der Position, an welcher Kolben Mindestarbeitskammervolumina bilden, angeordnet sind.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach Anspruch 23, wobei die nebeneinander angeordneten Rotoren mindestens jene Anzahl von Kolben tragen, welche der Anzahl von Takten des Motortyps entspricht, wobei eine Zunahme in der Anzahl von Kolben auf den nebeneinander angeordneten Rotoren in Mehrfachen davon erfolgt.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach Anspruch 24, wobei:die Kolben in gleichen Anzahlen auf einem Paar nebeneinander angeordneter Rotoren getragen werden, wobei die Gesamtanzahl der Kolben ein Mehrfaches von Vier ist, wobei die Kolben in gleichen Abständen voneinander um jeden entsprechenden Rotor angeordnet sind;die Einlass- und Auslassöffnungen mindestens eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung für jeweils vier Kolben umfassen;die Einlass- und Auslassöffnungen in entsprechenden voneinander beabstandeten Positionen angeordnet sind, an welchen benachbarte Kolben Mindestarbeitskammervolumina bilden, wobei jede Einlassöffnung sukzessiv in einer konstanten zeitgesteuerten Beziehung zu einer sich ausdehnenden Arbeitskammer geöffnet wird und jedes Auslassöffnungsmittel sukzessiv in einer konstanten zeitgesteuerten Beziehung zu einer sich zusammenziehenden Arbeitskammer geöffnet wird.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach Anspruch 25, wobei die Kolben dem Profil nach teilweise kreisförmig sind und jeder eine Kolbenringdichtung aufweist, welche sich um seinen teilweise kreisförmigen Abschnitt erstreckt und mit der Wand des festen toroidalen Zylinders in Eingriff steht, und eine weitere Dichtung, welche mit dem Abschnitt des entgegengesetzten Rotors in Eingriff steht, welcher innerhalb der ringförmigen Öffnung freiliegt.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach Anspruch 25 oder 26 und angeordnet, um als ViertaktBrennkraftmaschine zu wirken, wobei sie nur eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung für jeweils vier Kolben aufweist.
- Rotationsverdrängervorrichtung nach Anspruch 25 oder 26 und angeordnet, um als eine Vorrichtung vom Zweitakttyp zu funktionieren, wobei diese zwei Einlassöffnungen und zwei Auslassöffnungen für jeweils vier Kolben aufweist.
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