EP1339952A1 - Drehkolben-verbrennungsmotor - Google Patents

Drehkolben-verbrennungsmotor

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EP1339952A1
EP1339952A1 EP01993746A EP01993746A EP1339952A1 EP 1339952 A1 EP1339952 A1 EP 1339952A1 EP 01993746 A EP01993746 A EP 01993746A EP 01993746 A EP01993746 A EP 01993746A EP 1339952 A1 EP1339952 A1 EP 1339952A1
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EP
European Patent Office
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wheel
working
air
internal combustion
combustion engine
Prior art date
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EP01993746A
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English (en)
French (fr)
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EP1339952B1 (de
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Hubert Winterpacht
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP1339952A1 publication Critical patent/EP1339952A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1339952B1 publication Critical patent/EP1339952B1/de
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C11/00Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type
    • F01C11/006Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of dissimilar working principle
    • F01C11/008Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of dissimilar working principle and of complementary function, e.g. internal combustion engine with supercharger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/12Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F01C1/14Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F01C1/20Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with dissimilar tooth forms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/06Heating; Cooling; Heat insulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F02B2053/005Wankel engines

Definitions

  • the invention relates to a rotary piston internal combustion engine.
  • the invention relates to a rotary piston internal combustion engine with a housing, at least one working wheel rotatable about an axis of rotation in the housing, at least one working piston provided on the working wheel for drawing in and compressing air or a fuel-air mixture and for implementing the at
  • rotary piston internal combustion engines Due to the rotating movement of the working piston during operation, such internal combustion engines are generally referred to as rotary piston internal combustion engines or, for short, rotary piston engines.
  • axis of rotation about which the work wheel and the piston or pistons rotate during operation, it is not a physically trained axis (such is always referred to below as a “shaft”), but the physical line the center of the rotary motion is understood.
  • rotary piston internal combustion engines do not require translatory pistons and connecting rods, and the piston or pistons always move in the same direction during operation on a circular path, so that they do not have to be continuously braked and accelerated in the opposite direction like reciprocating pistons.
  • Wankel engine The best-known representative of the type of rotary piston internal combustion engine is the Wankel engine named after its inventor.
  • Wankel engine a piston with a triangular cross section rotates in a specially shaped cylinder.
  • Working wheel are arranged two working pistons, the working wheel being broken through in its area close to the axis of rotation and being designed as a fan wheel by means of adjoining webs, so that the working wheel is advantageously cooled from the inside.
  • the combustion of the fuel-air mixture takes place in this engine in a separate combustion chamber, which leads to a complex construction of the engine.
  • the known rotary piston internal combustion engines are relatively complex and are associated with correspondingly high production and maintenance costs.
  • the well-known rotary piston internal combustion engines are not yet working optimally, which is why there are practically no rotary piston internal combustion engines on the market. It is therefore an object of the invention to provide a rotary piston internal combustion engine which has the design-related advantages of a rotary piston engine and which has the mentioned disadvantages of known rotary piston engines.
  • a rotary piston internal combustion engine which has a housing, at least one working wheel rotatable about an axis of rotation in the housing, at least one working piston provided on the working wheel for compressing air or a fuel-air mixture and for implementing the combustion of a fuel-air mixture resulting gas pressure in mechanical energy, at least one counter wheel with at least one working piston recess, a number of rotatably drivable first air blades for pre-compression of air or a fuel-air mixture and at least one combustion chamber for the combustion of a fuel-air mixture , wherein the at least one combustion chamber is continuously newly formed during operation between the working piston, working wheel, counter wheel and housing and the first air blades form part of the working wheel in the manner of spokes and in operation the fuel-air mixture or the air essentially parallel to the axis of rotation of the Vacuum the work wheel through the work wheel.
  • the invention has a number of advantages.
  • the gaseous medium sucked through the working wheel which will usually be air, but which can also be a fuel-air mixture, cools the working wheel from the inside.
  • the working piston or pistons each have a double effect: when they move towards the counter wheel, they compress the air pre-compressed, possibly also an already formed fuel-air mixture, and after they have passed through the corresponding working piston recess in the counter wheel, they act as "Movable wall" of the combustion chamber, which is pushed away by the gas pressure generated during combustion.
  • the work wheel with the air blades and one or more working pistons even performs three functions: pre-compression, compression, work.
  • the output takes place via an output shaft arranged in the center of the work wheel, the axis of rotation of which is then identical to the axis of rotation of the work wheel.
  • the first air blades can then advantageously engage directly or indirectly (via a gear) on the output shaft, and thus those of mechanical energy absorbed by the piston or pistons is transmitted to the output shaft, from where it is then passed on in a manner known per se and can be used, for example, to drive a vehicle. If the rotation axes of the output shaft and work wheel coincide, this has advantages in terms of storage and balancing.
  • an output shaft the axis of rotation of which does not coincide with the axis of rotation of the working piston.
  • the drive of the output shaft can then e.g. over a gear rim provided on the work wheel, which drives the output shaft directly or indirectly.
  • a number of second air blades that can be driven in rotation can be provided for the further precompression of air or a fuel-air mixture.
  • These second air blades can be part of a sprocket in the manner of spokes and can also act on the output shaft.
  • These spoke-like blades then have a profile which, like in the case of conventional compressor stages of a turbine, brings about a compression of the conveyed medium by rotation about the axis of rotation. It has proven to be expedient to firmly connect the ring gear with the second air blades to the work wheel. If such a ring gear is provided, then this ring gear can mesh with the second air blades with an at least partially complementary ring gear on the counter gear.
  • the work wheel can be set in motion via the ring gear when the engine is started. Since the engine is actively filled in the area of the combustion chamber and has no suction function, it can be rotated by the starter
  • plain bearings can be located in the housing between the inside of the housing and the outside of the housing facing
  • Work wheel may be provided.
  • a reservoir can be used to hold the gaseous medium (air or fuel-air mixture) compressed during operation by a working piston Passage of the working piston through the counter wheel can be provided, wherein the reservoir can, for example, be semi-cylindrical or toroidal and can be part of the housing or a separate component attached to the housing.
  • the reservoir can, for example, be semi-cylindrical or toroidal and can be part of the housing or a separate component attached to the housing.
  • the rotary piston internal combustion engine has at least two working pistons arranged on a common working wheel
  • at least one inlet and one outlet are formed in the housing.
  • the inlet and the outlet are open at the same time, which makes it possible to pass purge air through the inlet into the space formed between the two neighboring working pistons, the housing and the working wheel. Exhaust gases that may still be present in the room are thus reliably pushed out.
  • the so-called "purge air” can advantageously be the gaseous medium sucked in by the first and possibly the second air scoop, the medium in this embodiment then of course not being a fuel-air mixture but air should.
  • the fuel or a fuel-air mixture is then added later, in particular by means of an injection nozzle arranged after the counter wheel.
  • the exhaust stage which is formed by the first and second air blades, is followed by an exhaust gas turbocharger which is also able to compress the ambient air drawn in.
  • This exhaust gas turbocharger can be designed as a so-called soft turbocharger, which continuously with the
  • the working pistons can be designed as a solid component, preferably they are provided with cooling. In one configuration, this cooling can be performed by a Charge air cooling takes place, which cools the ambient air drawn in by the compressor stage.
  • a further preferred embodiment has an active piston cooling, in which the first air blades are arranged centrally below the working pistons, the working pistons having a U-shaped cooling channel. In terms of flow technology, this cooling channel is arranged at one end with the one located upstream of the compressor stage
  • the work wheel can also drive the counter wheel via other drive means.
  • This can be, for example, a drive chain which, in the manner of a control chain in conventional reciprocating piston engines, connects in the ring gear of the working wheel to the complementary ring gear of the counter wheel instead of direct toothing.
  • What is essential here is only the correct design of the transmission ratio, since it must be ensured at all times that the working pistons engage in the working piston recess, which is achieved by the speed ratio required for this.
  • Fig. 1 shows a section perpendicular to the axis of rotation of the working piston through a first embodiment of a rotary piston internal combustion engine, the working wheel four
  • FIG. 2 shows a section taken along line AA in FIG. 1 through the rotary piston internal combustion engine according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a section taken along the line B-B in FIG. 1 through the rotary piston internal combustion engine according to FIG. 1,
  • FIG. 4 schematically shows the first step in the operation of a rotary piston internal combustion engine according to the invention, namely the supply of pre-compressed air into the space formed between two working pistons, the housing and the working wheel,
  • FIG. 5 schematically shows the second step in the operation of a rotary piston internal combustion engine according to the invention, namely the compression of the air and the introduction of the compressed air into a reservoir (not shown here),
  • FIG. 6 schematically shows the third step in the operation of a rotary piston internal combustion engine according to the invention, namely the ignition of a fuel-air mixture
  • FIG. 7 schematically shows the fourth step in the operation of a rotary piston internal combustion engine according to the invention, namely the expansion of the combustion chamber formed by the counter wheel, working piston, working wheel and housing by rotating the working piston,
  • FIG. 8 schematically shows the fifth step in the operation of a rotary piston internal combustion engine according to the invention, namely the discharge of the exhaust gases from the combustion chamber through a first outlet formed in the housing,
  • FIG. 9 schematically shows the sixth step in the operation of a rotary piston internal combustion engine according to the invention, namely the purging of the space in which the combustion has previously taken place by introducing pre-compressed air
  • 10 shows purely schematically a possible arrangement of counter wheel, work wheel and a separate output, viewed in the direction of the axis of rotation of the work wheel
  • FIG. 11 shows, purely schematically, an arrangement comprising a counter wheel, two working wheels and a separate output, viewed in the direction of the axis of rotation of the working wheels,
  • FIG. 12 shows purely schematically an arrangement comprising a counter wheel and three working wheels, viewed in the direction of the axis of rotation of the working wheels,
  • Fig. 13 shows purely schematically a rotary piston internal combustion engine with a work wheel, viewed perpendicular to the direction of the
  • FIG. 14 shows purely schematically a rotary piston internal combustion engine with two working wheels arranged along a common axis of rotation, viewed perpendicular to the direction of the axis of rotation of the working wheels,
  • FIG. 15 shows purely schematically a rotary piston internal combustion engine with three working wheels arranged along a common axis of rotation, viewed perpendicular to the direction of the axis of rotation of the working wheels,
  • Fig. 16 shows schematically the supply of air into and the discharge of air from the spaces formed between the working wheel, housing and working piston, viewed in the direction of the axis of rotation of the
  • FIG. 17 schematically shows the supply of air through the work wheel and the discharge of air from between the work wheel and the housing and working piston formed space, seen perpendicular to the direction of the axis of rotation of the working wheels,
  • FIG. 18 shows a plan view of a second exemplary embodiment of a rotary piston internal combustion engine according to the invention with a separate output indicated only schematically, viewed in the direction of the axis of rotation of the impeller,
  • FIG. 19 shows a section through the rotary piston internal combustion engine according to FIGS. 18 and 18, which is carried out transversely to the axis of rotation of the impeller
  • FIG. 20 shows a schematic side view of the rotary piston internal combustion engine according to FIG. 18.
  • FIG. 1 to 3 show a rotary piston internal combustion engine in which a work wheel 2 is rotatably mounted in a housing 1 provided with a plurality of cooling fins.
  • the working wheel carries four working pistons 3, which continuously run towards and away from a counter wheel 4 during operation, one in the counter wheel 4
  • Working piston recess 5 is provided so that the working piston 3 can mesh with the counter wheel 4 in the manner of gear wheels.
  • the working pistons 3 engage in the working piston recess 5, which is designed in such a way that the front and outer edges of the working piston roll on the inner contour of the working piston recess.
  • Shown here below is the counter wheel 4, which is arranged such that the outer running surface of the counter wheel 4 and the work wheel 2 roll on each other, so here the counter wheel 4 rotates clockwise, while the work wheel 2 rotates counterclockwise.
  • the combustion chamber of the engine is formed between the working piston 3 arranged in front of the counter wheel 4 in the direction of rotation of the working wheel 2. This combustion chamber is limited by the inner side of the working piston 3 facing the counter wheel 4, part of the running surface of the counter wheel 4 and the inner wall of the working wheel 2 and the wall of the housing 1.
  • This housing 1 is formed on its side facing the working wheel 2 in such a way that there is a fine running surface in the manner of an inner cylinder liner for the working piston 3.
  • the housing 1 can either be machined in the appropriate quality or have a stationary wheel that is inserted into the housing 1 and offers the required surface quality and running surface in the manner of a cylinder liner.
  • the housing 1 or the stationary wheel of the housing 1 offer a receptacle for the counter wheel 4, which also has a running surface for the largely gas-tight contact of the counter wheel 4 with the side wall of the
  • Housing 1 offers.
  • a reservoir 12 is arranged under the counter wheel 4, the operation of which will be described below.
  • an air inlet or an inlet for a fuel-air mixture is provided, via which the gas to be compressed can be sucked in for the renewed combustion process.
  • the work wheel 2 consists essentially of a pulley-like
  • a web protrudes in the area of the upper and lower disk level, so that an annular channel is formed between these two projecting webs.
  • the working pistons 3 are arranged equidistantly flat webs are formed, which divide the annular channel of the working wheel 2 into four segments here. Together with the inner wall of the housing 1 or a stationary wheel of the housing 1, this results in a closed space in the form of a torus segment with a rectangular cross section, which is moved around the axis of rotation by the rotation of the working wheel 2.
  • the work wheel 2 has first air blades 6, so that this inner area is designed in the manner of a turbine wheel.
  • These air blades 6 are connected with their outer ends to the groove-shaped outer region and with inner ends to an inner hub.
  • the first air blades 6 are preferably arranged concentrically and symmetrically to the axis of rotation R. In the case of the first air blades 6 used and their position relative to the helium flowing through, the compression ratio, that is to say behind that
  • FIG. 2 and 3 The operation of the first air blades is best shown in FIG. 2 and 3 can be seen.
  • air from the left side of the housing 1 is sucked in by the rotation of the drive wheel 2 and flows through an inner flow channel.
  • the air drawn in and compressed in this way collects in an air collection container (not shown here) which is connected in terms of flow technology to an air inlet of the housing 1 into the duct of the working wheel 2 near the combustion chamber. In this way, compressed air can be made available without the need for additional components for compression.
  • air collection container not shown here
  • the motor has a second compressor stage which is formed by a toothed ring 10 which is placed on the shaft holding the drive wheel 2.
  • This ring gear 10 actually has the function of driving the counter wheel 4 and, like the drive wheel 2, has an inner region which is provided with second air blades 9 and through which gaseous medium can flow.
  • the air compressed in this way is used to search for air to have to hold.
  • the air compressed in this way is used to effectively purge the space between two working pistons 3 after the combustion, ie to clean any remaining gas residues due to the combustion.
  • the chamber arranged in the housing 1 is connected to the compressed air in connection with a temporarily opening inlet 13 through which the air enters the toroidal air
  • FIG. 1 to 3 The in the FIG.
  • the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 is only a basic illustration of a single cylinder, but is already fully functional.
  • a plurality of working wheels are preferably used, which can be arranged next to one another both on a common output shaft 8 and on several shafts. In this way, multi-row or multi-stage engines with a plurality of combustion chambers are possible.
  • a motor can also be formed which has a plurality of combustion chambers per work wheel 2. All that is important for this is the fact that behind the counter wheel 4 the functional areas described here for expelling and flushing the combustion residues and in front of the counter wheel 4 the precautions for filling with ambient air and compressing the
  • Combustion air is provided.
  • An injection nozzle is arranged behind the counter wheel 4, via which, for example, diesel fuel or kerosene can be injected into the combustion chamber.
  • FIG. 4 shows the work wheel 2 in a position in which pre-compressed ambient air is injected into the later combustion chamber, i.e. has entered the groove of the work wheel 2.
  • the medium can be bypass air or a fuel-air mixture. The latter will be used in the case of a gasoline engine, in the case of a
  • Diesel engines on the other hand, only draw in ambient air.
  • a closed space between the three chamber walls given by the working wheel 2 the front side of the working piston 3 and the rear side of the counter wheel 4 is first formed as a result of the passage of the piston 3 of the inlet opening.
  • an opening is provided which is rotated due to the rotation of the work wheel 2 via the entry into the reservoir 12, so that the inlet opening and the opening in the work wheel 2 are increasingly congruent with each other.
  • This torus segment in turn fills with a slight relaxation with the compressed medium, which for example can now have a pressure of 30 bar.
  • a further rotation of the work wheel 2 by a few angular degrees causes the lateral inlet opening to move away from the outlet of the pressure reservoir 12, so that the torus segment is completely closed to form a closed combustion chamber. Now can be over a in the FIG. 4 to 7 not shown
  • Ignition device is already an ignition, provided the enclosed medium is a fuel-air mixture.
  • direct injection is preferably used, for this purpose an injection nozzle is provided behind the counter gear 4, which is shown in FIG. 1 is shown.
  • the gasoline in the case shown is tangential along the surface of the counter wheel
  • the shape of the side walls and the bottom of the groove-shaped channel can be modified in accordance with the flow requirements.
  • a slightly spherical configuration of counter wheel 4 and a corresponding negative shape of the groove base of drive wheel 2 are selected.
  • the injection angle relative to the two directions perpendicular to the axis of rotation R des
  • Drive wheel 2 can be modified depending on the requirement in order to ensure combustion that is as complete as possible and therefore low in pollutants. After the combustion, the drive wheel 2 is rotated further, so that initially a side pollutant outlet comes into flow contact with the combustion chamber. As a result, the first exhaust gases already escape, which can be fed to conventional exhaust gas purification and removal. A further rotation of the working wheel 2 has the effect that the chamber volume which may still be filled with residual gases is brought congruent with an inlet 13 to which a pressurized ambient air volume is applied. When the chamber comes into contact with this inlet 13, this ambient air then flows into the chamber and can exit again through an outlet 14, taking the gas residues with it, for complete purging.
  • the working pistons 3 are designed with their outer contours so that there is a large expansion in the upper area, which results in an automatic seal with the inner running surface of the housing 1. Additional sealants, such as piston rings in the case of a reciprocating piston engine, are not required.
  • the working wheel 2 is mounted in the housing 1 via slide bearings 11.
  • the pre-compressed gaseous media are compressed by the work wheel itself.
  • the working wheel has a configuration in the form of a turbine wheel within the toroidal working area.
  • This turbine wheel is formed by first air blades 6, which suck in ambient air from the environment and make it available compressed in a chamber volume.
  • a second compressor stage can be provided which additionally compresses the air; the chamber volume is connected both to the purge air inlet 13 and to the inlet for the gaseous medium to be compressed.
  • the gaseous medium Due to the first compressor stage with the first blades or, if present, through the additional compression by the second compressor stage with second air blades 9, the gaseous medium is, for example, under a pressure of 2.5 bar relative to the environment. This causes a quick and safe inflow of the
  • FIGS. 10 and 11 show further refinements of the invention.
  • FIG. 10 shows a schematic diagram of a single-track motor with only one drive wheel 2 and one counter wheel 4.
  • FIG. 12 shows a star-shaped structure of a three-barrel motor, which also uses a common counter wheel. This structure is particularly advantageous since the axle load on the mounting of the counter wheel 4 compensate each other. In this case, the bending stress on the bearing of the counter wheel 4 is minimized, which has positive effects both on wear and on bearing losses.
  • a common configuration of the configurations shown a common
  • Rotation shaft also a plurality of drive wheels are arranged one behind the other, so that there is a multi-stage motor with a plurality of drive wheels 2, which are rotatably mounted about a common axis of rotation R.
  • each of the drive wheels 2 can cooperate with a counter wheel 4, but it is also possible for a roller-like configuration of the
  • Counter wheel 4 is used, this one counter wheel 4 then interacts with all the drive wheels used.
  • the latter configuration is of course only possible if the angular position of the working pistons 3 is identical for all drive wheels 2.
  • Counter wheels 4 are used, four working pistons 3 being provided on the drive wheel 2 for each counter wheel used.
  • a plurality of combustion chambers can be distributed over the circumference and, depending on the position of the counter wheels 4, a multi-cylinder engine can be built up with corresponding smoothness.
  • the smoothness in relation to the reciprocating piston engine in the engine according to the invention will be significantly higher, since a reversal of the movement of the moving masses can be largely avoided.
  • the FIG. 13, 14 and 15 show a multi-row motor as has already been described above. All drive wheels are flowed through together and each have a turbine wheel. The excess pressure available behind the turbine wheel can either be led directly to the respective openings of the drive wheels or can also be conducted behind the turbine wheel stack into a common reservoir, from where it can be supplied to the corresponding openings.
  • FIG. 18 shows the housing without the drive wheel 2, so that the reservoir 12 and the oppositely arranged exhaust gas discharge can be seen.
  • the second compressor stage with the second air blades 9 can be seen in the center of the housing.
  • FIG. 19 shows, on the other hand, that shown in FIG. 18 not shown part of the motor with the counter wheel 4 and the drive wheel 2.
  • the counter wheel 4 rotates twice as fast as the drive wheel 2, so that engagement of the working piston 3 in the
  • FIG. 20 shows a side view of the device shown in FIG. 18 and 19 shown motor, in which the reservoir 12 is particularly well recognizable.

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Description

DREHKOLBEN-VERBRENNUNGSMOTOR
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Drehkolben-Verbrennungsmotor. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Drehkolben-Verbrennungsmotor mit einem Gehäuse, wenigstens einem um eine Rotationsachse in dem Gehäuse drehbaren Arbeitsrad, wenigstens einem an dem Arbeitsrad vorgesehenen Arbeitskolben zum Ansaugen und Verdichten von Luft oder eines Kraftstoff-Luft-Gemischs und zur Umsetzung des bei der
Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs entstehenden Gasdrucks in mechanische Energie, wenigstens einem Gegenrad mit wenigstens einer Arbeitskolbenausnehmung, einer Anzahl von drehantreibbaren ersten Luftschaufeln zur Vorverdichtung von Luft oder eines Kraftstoff-Luft-Gemischs und wenigstens einem Brennraum zur Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs.
Aufgrund der im Betrieb rotierenden Bewegung des Arbeitskolbens werden solche Verbrennungsmotoren im allgemeinen als Drehkolben-Verbrennungsmotoren oder kurz Drehkolbenmotoren bezeichnet.
Dabei sei bemerkt, dass hier unter dem Begriff "Rotationsachse", um die das Arbeitsrad und der oder die Kolben im Betrieb rotieren, nicht eine körperlich ausgebildete Achse (eine solche wird im folgenden stets als "Welle" bezeichnet), sondern die physikalische Linie durch das Zentrum der Drehbewegung verstanden wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Verbrennungsmotoren werden nach Art der Bewegung des Arbeitskolbens, also desjenigen bewegten Teils, das durch den bei der Verbrennung eines Kraftstoff-Luft- Gemischs entstehenden Gasdruck fortgeschoben wird, in Hubkolbenmotoren und Drehkolbenmotoren unterschieden. Dabei ist seit langem bekannt, dass Hubkolbenmotoren wegen der translatorischen Kolbenbewegung zur Umwandlung der translatorischen Bewegung in eine Drehbewegung Kurbeltriebe benötigen, die aufgrund der bei der fortwährenden Beschleunigung und Abbremsung der Kolben auftretenden Kräfte insbesondere in ihren Führungen und Lagerungen hoch beansprucht werden.
Demgegenüber kommen Drehkolben-Verbrennungsmotoren ohne translatorisch bewegte Kolben und Pleuelstangen aus, und der oder die Kolben bewegen sich im Betrieb auf einer Kreisbahn in immer derselben Richtung, so dass sie nicht wie Hubkolben fortwährend abgebremst und in Gegenrichtung beschleunigt werden müssen.
Der bekannteste Vertreter der Bauart der Drehkolben-Verbrennungsmotoren ist der nach seinem Erfinder benannte Wankel-Motor. Beim Wankel-Motor rotiert ein Kolben mit einem dreieckähnlichen Querschnitt in einem besonders geformten Zylinder.
Aufgrund von Dichtungsproblemen und dadurch bedingtem hohen Kraftstoffverbrauch hat sich der Motor trotz der bauartbedingten Vorteile nicht durchsetzen können.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 29 31 943 A1 ist ein Drehkolben- Verbrennungsmotor bekannt, bei dem auf einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten
Arbeitsrad zwei Arbeitskolben angeordnet sind, wobei das Arbeitsrad in seinem rotationsachsennahen Bereich durchbrochen und mittels angestellter Stege als Lüfterrad ausgebildet ist, so dass das Arbeitsrad vorteilhaft von innen her gekühlt wird. Die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemischs erfolgt bei diesem Motor in einer separaten Brennkammer, was zu einer aufwendigen Bauweise des Motors führt.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 44 17 915 A1 ist ein Drehkolben- Verbrennungsmotor bekannt, bei dem vier Kolben auf einem Arbeitsrad angeordnet sind, von denen jeder als Kugelkolben ausgestaltet ist, wobei die Kolben im Betrieb in Ausnehmungen in einem Gegenrad einfahren und dann in dem Gegenrad eine
Brennkammer ausbilden, wobei die bei der Verbrennung entstehenden Druckkräfte nur zum Teil in Richtung der eigentlichen kreisförmigen Bewegung des Kolbens wirken, so dass erhebliche Kräfte von dem Gegenrad aufgefangen werden müssen. Aus der deutschen Offenlegungsschrift 31 31 258 A1 ist ein Drehkolben- Verbrennungsmotor mit einem Arbeitsrad und einem Kompressionsrad bekannt, die auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Das Kompressionsrad trägt mehrere Kompressionskolben zur Kompression eines Kraftstoff-Luft-Gemischs, das dann in eine zwischen dem Kompressionsrad und dem Laufrad ausgebildete Brennkammer gepreßt wird, wo die Zündung erfolgt. Von der Brennkammer aus werden die Verbrennungsgase dem Arbeitsrad zugeführt, wo sie auf die Arbeitskolben wirken können. Ein- und Auslaß in die Brennkammer erfolgen über eine relativ aufwendige Ventilsteuerung. Zudem ist die Kühlung des Arbeitsrades und der Arbeitskolben bei diesem Motor problematisch.
Ein dem zuletzt genannten Motor sehr ähnlicher Motor ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 43 25 454 A1 bekannt, bei dem ebenfalls auf einer gemeinsamen Welle zwei kolbentragende Räder angeordnet sind, von denen eines zur Kompression von Luft oder eines Kraftstoff-Luft-Gemischs und das andere zur
Umsetzung des bei der Verbrennung entstehenden Gasdrucks in eine Drehbewegung dient. Auch hierbei erfolgt die Verbrennung in einer separaten Brennkammer.
Die bekannten Drehkolben-Verbrennungsmotoren sind relativ komplex und mit dementsprechend hohen Gestehungs- und Wartungskosten verbunden. Zudem arbeiten die bekannten Drehkolben-Verbrennungsmotoren trotz teilweise jahrelanger Forschung und Weiterentwicklung noch nicht optimal, weshalb sich am Markt praktisch keine Drehkolben-Verbrennungsmotoren finden. Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Drehkolben-Verbrennungsmotor anzugeben, der die bauartbedingten Vorteile eines Drehkolbenmotors aufweist und die genannten Nachteile bekannter Drehkolben-
Verbrennungsmotoren vermeidet.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Es wird ein Drehkolben-Verbrennungsmotor vorgeschlagen, der ein Gehäuse, wenigstens ein um eine Rotationsachse in dem Gehäuse drehbares Arbeitsrad, wenigstens einen an dem Arbeitsrad vorgesehenen Arbeitskolben zum Verdichten von Luft oder eines Kraftstoff-Luft-Gemischs und zur Umsetzung des bei der Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs entstehenden Gasdrucks in mechanische Energie, wenigstens ein Gegenrad mit wenigstens einer Arbeitskolbenausnehmung, eine Anzahl von drehantreibbaren ersten Luftschaufeln zur Vorverdichtung von Luft oder eines Kraftstoff-Luft-Gemischs und wenigstens einen Brennraum zur Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs aufweist, wobei der wenigstens eine Brennraum im Betrieb fortwährend neu zwischen Arbeitskolben, Arbeitsrad, Gegenrad und Gehäuse gebildet wird und die ersten Luftschaufeln nach Art von Speichen Teil des Arbeitsrades bilden und im Betrieb das Kraftstoff-Luft-Gemisch oder die Luft im wesentlichen parallel zur Rotationsachse des Arbeitsrades durch das Arbeitsrad saugen.
Die Erfindung hat eine Reihe von Vorteilen. So kühlt die durch das Arbeitsrad gesaugte gasförmige Medium, bei dem es sich im Regelfall um Luft handeln wird, bei dem es sich aber auch um ein Kraftstoff-Luft-Gemisch handeln kann, das Arbeitsrad von innen.
Durch die durchbrochene Ausgestaltung des Arbeitsrades mit den als Speichen wirkenden Luftschaufeln weist es bei hoher Stabilität ein verhältnismäßig geringes Gewicht auf.
Der oder die Arbeitskolben wirken jeweils doppelt: wenn sie sich auf das Gegenrad zu bewegen, komprimieren sie die durch die bereits vorverdichtete Luft, ggf. auch ein bereits gebildetes Kraftstoff-Luft-Gemisch, nach ihrem Durchgang durch die entsprechende Arbeitskolbenausnehmung im Gegenrad wirken sie als "bewegliche Wand" der Brennkammer, die von dem bei der Verbrennung entstehenden Gasdruck fortgedrückt wird.
Das Arbeitsrad mit den Luftschaufeln und einem oder mehreren Arbeitskolben übernimmt sogar drei Funktionen: Vorverdichten, Verdichten, Arbeiten.
Durch diese Mehrfachfunktionalität der Bauteile wird ein einfacher Aufbau des Motors bei geringem Gewicht und geringen Kosten und hoher Zuverlässigkeit ermöglicht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Abtrieb über eine im Zentrum des Arbeitsrades angeordnete Abtriebswelle, deren Rotationsachse dann identisch mit der Rotationsachse des Arbeitsrades ist. Vorteilhaft können dann die ersten Luftschaufeln direkt oder indirekt (über ein Getriebe) an der Abtriebswelle angreifen und so die von dem oder den Kolben aufgenommene mechanische Energie auf die Abtriebswelle übertragen, von wo sie dann in an sich bekannter Weise weitergeleitet und z.B. zum Antrieb eines Fahrzeuges verwendet werden kann. Fallen die Rotationsachsen von Abtriebswelle und Arbeitsrad zusammen, hat dies Vorteile hinsichtlich der Lagerung und Auswuchtung.
Alternativ ist es auch möglich, eine Abtriebswelle vorzusehen, deren Drehachse nicht mit der Rotationsachse des Arbeitskolbens zusammenfällt. Dabei kann der Antrieb der Abtriebswelle dann z.B. über einem an dem Arbeitsrad vorgesehenen Zahnkranz erfolgen, der die Abtriebswelle direkt oder indirekt antreibt.
In vorteilhafter Weiterbildung kann eine Anzahl drehantreibbarer zweiter Luftschaufeln zur weiteren Vorverdichtung von Luft oder eines Kraftstoff-Luft-Gemischs vorgesehen sein. Diese zweiten Luftschaufeln können speichenartig Teil eines Zahnkranzes sein und ebenfalls an der Abtriebswelle angreifen. Diese speichenartigen Schaufeln weisen dann ein Profil auf, das wie bei üblichen Verdichterstufen einer Turbine durch Drehung um die Rotationsachse eine Kompression des geförderten Mediums bewirkt. Als zweckmäßig hat es sich dabei erwiesen, den Zahnkranz mit den zweiten Luftschaufeln fest mit dem Arbeitsrad zu verbinden. Ist ein solcher Zahnkranz vorgesehen, so kann dieser Zahnkranz mit den zweiten Luftschaufeln mit einem dazu zumindest partiell komplementären Zahnkranz am Gegenrad in kämmendem Eingriff stehen. Auf diese Weise ergibt sich eine zuverlässige Zwangssteuerung des Gegenrades. Gleichzeitig kann beim Anlassen des Motors das Arbeitsrad über den Zahnkranz in Bewegung gesetzt werden. Da der Motor im Bereich des Brennraums aktiv befüllt wird und keine Saugfunktion besitzt, kann über eine durch den Anlasser bewirkte Rotation des
Arbeitsrades die Erstbefüllung zum Starten des Motors bewirkt werden.
Zur einfachen, wartungsarmen und zuverlässigen Lagerung des Arbeitsrades und damit der wichtigsten drehenden Teile des Motors können Gleitlager im Gehäuse zwischen der Gehäuseinnenseite und der gehäusezugewandten Außenseite des
Arbeitsrades vorgesehen sein.
Weiter kann ein Reservoir zur Aufnahme des im Betrieb von einem Arbeitskolben komprimierten gasförmigen Mediums (Luft- oder Kraftstoff-Luft-Gemisch) beim Durchgang des Arbeitskolbens durch das Gegenrad vorgesehen sein, wobei das Reservoir z.B. halbzylindrisch oder torodial ausgebildet und Teil des Gehäuses bzw. ein auf dem Gehäuse angesetztes, separates Bauteil sein kann. Eine besonders kompakte Bauweise des Motors wird möglich, wenn das Reservoir im Gegenrad selbst angeordnet ist, also ein Teil des Gegenrades bildet. Dazu kann das Gegenrad über
Öffnungen und entsprechende Ventile verfügen, die insbesondere über Federelemente oder hydraulisch gesteuert sein können. Das von einem Arbeitskolben bei der Bewegung auf das Gegenrad verdichtete gasförmige Medium wird in eine im Gegenrad gebildete, als Reservoir dienende Kammer gedrückt und nach Durchgang des Kolbens wieder ausgelassen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, bei der der Drehkolben- Verbrennungsmotor wenigstens zwei an einem gemeinsamen Arbeitsrad angeordneten Arbeitskolben aufweist, sind in dem Gehäuse wenigstens ein Einlass und ein Auslass ausgebildet. In bestimmten Rotationsstellungen zweier benachbarter Arbeitskolben sind der Einlass und der Auslass gleichzeitig geöffnet, wodurch ermöglicht ist, Spülluft durch den Einlass in den Raum zu leiten, der zwischen den beiden benachbarten Arbeitskolben, dem Gehäuse und dem Arbeitsrad gebildet ist. Damit werden evtl. noch in dem Raum vorhandene Abgase zuverlässig hinausgedrückt. Bei der sog. "Spülluft" kann es sich vorteilhaft um das von den ersten und ggf. zweiten Luftschaufel angesaugte gasförmige Medium handeln, wobei es sich bei dem Medium bei dieser Ausgestaltung dann natürlich nicht um ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, sondern um Luft handeln sollte. Der Kraftstoff oder ein Kraftstoff-Luft-Gemisch wird dann erst später zugegeben, insbesondere mittels einer nach dem Gegenrad angeordneten Einspritzdüse.
Der Verdichterstufe, die durch die ersten und zweiten Luftschaufeln gebildet ist, wird bei einer bevorzugten Ausgestaltung ein Abgasturbolader nachgeschaltet, der die angesaugte Umgebungsluft zusätzlich zu verdichten vermag. Dieser Abgasturbolader kann als sogenannter Soft-Turbolader ausgebildet sein, der einen kontinuierlich mit der
Drehzahl steigenden Ladedruck erzeugt.
Die Arbeitskolben können als massives Bauteil ausgebildet sein, bevorzugt werden sie mit einer Kühlung versehen. Diese Kühlung kann bei einer Ausgestaltung durch eine Ladeluftkühlung erfolgen, die die von der Verdichterstufe angesaugte Umgebungsluft kühlt. Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung weist eine aktive Kolbenkühlung auf, bei der die ersten Luftschaufeln mittig unterhalb der Arbeitskolben angeordnet sind, wobei die Arbeitskolben einen U-förmigen Kühlkanal aufweisen. Dieser Kühlkanal ist strömungstechnisch mit einem Ende mit der vor der Verdichterstufe angeordneten
Saugseite und mit dem gegenüberliegenden Ende mit der hinter der Verdichterstufe angeordneten Druckseite verbunden. Durch das Druckgefälle längs der Verdichterachse wird sich bei dieser Ausgestaltung eine Luftströmung durch den Kühlkanal ausbilden. Hierdurch ist eine einfache und effiziente Kühlung der Arbeitskolben gewährleistet.
Das Arbeitsrad kann das Gegenrad auch über sonstige Antriebsmittel antreiben. Dies kann beispielsweise eine Antriebskette sein, die nach der Art einer Steuerkette bei herkömmlichen Hubkolbenmotoren im Zahnkranz des Arbeitsrades mit dem komplementären Zahnkranz des Gegenrades anstelle einer unmittelbaren Verzahnung verbindet. Wesentlich hierbei ist nur die korrekte Auslegung des Übersetzungsverhältnisses, da jederzeit gewährleistet sein muss, dass die Arbeitskolben in die Arbeitskolbenausnehmung eingreifen, was durch das hierfür erforderliche Drehzahlverhältnis realisiert wird. Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1 zeigt einen senkrecht zur Rotationsachse des Arbeitskolbens geführten Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Drehkolben-Verbrennungsmotors, wobei das Arbeitsrad vier
Arbeitskolben trägt und ein Gegenrad mit einer Arbeitskolbenausnehmung vorgesehen ist, Fig. 2 zeigt einen entlang der Linie A-A in Fig. 1 durch den Drehkolben- Verbrennungsmotor gemäß Fig. 1 geführten Schnitt,
Fig. 3 zeigt einen entlang der Linie B-B in Fig. 1 durch den Drehkolben- Verbrennungsmotor gemäß Fig. 1 geführten Schnitt,
Fig. 4 zeigt schematisch den ersten Arbeitsschritt beim Betrieb eines erfindungsgemäßen Drehkolben-Verbrennungsmotors, nämlich das Zuführen von vorverdichteter Luft in den zwischen zwei Arbeitskolben, dem Gehäuse und dem Arbeitsrad gebildeten Raum,
Fig. 5 zeigt schematisch den zweiten Arbeitsschritt beim Betrieb eines erfindungsgemäßen Drehkolben-Verbrennungsmotors, nämlich das Verdichten der Luft und Einleiten der verdichteten Luft in ein hier nicht dargestelltes Reservoir,
Fig. 6 zeigt schematisch den dritten Arbeitsschritt beim Betrieb eines erfindungsgemäßen Drehkolben-Verbrennungsmotors, nämlich das Zünden eines Kraftstoff-Luft-Gemischs,
Fig. 7 zeigt schematisch den vierten Arbeitsschritt beim Betrieb eines erfindungsgemäßen Drehkolben-Verbrennungsmotors, nämlich das Expandieren der von Gegenrad, Arbeitskolben, Arbeitsrad und Gehäuse gebildeten Brennraum durch Drehen des Arbeitskolbens,
Fig. 8 zeigt schematisch den fünften Arbeitsschritt beim Betrieb eines erfindungsgemäßen Drehkolben-Verbrennungsmotors, nämlich das Ausleiten der Abgase aus dem Brennraum durch einen im Gehäuse gebildeten ersten Auslass,
Fig. 9 zeigt schematisch den sechsten Arbeitsschritt beim Betrieb eines erfindungsgemäßen Drehkolben-Verbrennungsmotors, nämlich das Spülen des Raumes, in dem zuvor die Verbrennung stattgefunden hat, durch Einleitung von vorverdichteter Luft, Fig. 10 zeigt rein schematisch eine mögliche Anordnung von Gegenrad, Arbeitsrad und einem gesonderten Abtrieb, gesehen in Richtung der Rotationsachse des Arbeitsrades,
Fig. 11 zeigt rein schematisch eine, ein Gegenrad, zwei Arbeitsräder und einen gesonderten Abtrieb umfassende Anordnung, gesehen in Richtung der Rotationsachse der Arbeitsräder,
Fig. 12 zeigt rein schematisch eine, ein Gegenrad und drei Arbeitsräder umfassende Anordnung, gesehen in Richtung der Rotationsachse der Arbeitsräder,
Fig. 13 zeigt rein schematisch einen Drehkolben-Verbrennungsmotor mit einem Arbeitsrad, gesehen senkrecht zur Richtung der
Rotationsachse des Arbeitsrades,
Fig. 14 zeigt rein schematisch einen Drehkolben-Verbrennungsmotor mit zwei entlang einer gemeinsamen Rotationsachse angeordneten Arbeitsrädern, gesehen senkrecht zur Richtung der Rotationsachse der Arbeitsräder,
Fig. 15 zeigt rein schematisch einen Drehkolben-Verbrennungsmotor mit drei entlang einer gemeinsamen Rotationsachse angeordneten Arbeitsrädern, gesehen senkrecht zur Richtung der Rotationsachse der Arbeitsräder,
Fig. 16 zeigt schematisch die Zuführung von Luft in die und die Ableitung von Luft aus den zwischen Arbeitsrad, Gehäuse und Arbeitskolben gebildeten Räumen, gesehen in Richtung der Rotationsachse des
Arbeitsrades,
Fig. 17 zeigt schematisch die Zuführung von Luft durch das Arbeitsrad und die Ableitung von Luft aus einem zwischen Arbeitsrad, Gehäuse und Arbeitskolben gebildeten Raum, gesehen senkrecht zur Richtung der Rotationsachse der Arbeitsräder,
Fig. 18 zeigt eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehkolben-Verbrennungsmotors mit einem nur schematisch angedeuteten gesonderten Abtrieb, gesehen in Richtung der Rotationsachse des Laufrades,
Fig. 19 zeigt einen quer zur Rotationsachse des Laufrades geführten Schnitt durch den Drehkolben-Verbrennungsmotor gemäß Fig. 18 und
Fig. 20 zeigt eine schematisierte Seitenansicht des Drehkolben- Verbrennungsmotors gemäß Fig. 18.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im folgenden werden unter Bezug auf die Zeichnungen rein beispielhaft und nicht beschränkend verschiedene vorteilhafte Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer
Drehkolben-Verbrennungsmotoren beschrieben und deren Arbeitsweise erläutert, wobei sich aus den Zeichnungen weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben.
In den Figuren 1 bis 3 ist ein Drehkolben-Verbrennungsmotor dargestellt, bei dem in einem mit einer Vielzahl von Kühlrippen versehenen Gehäuse 1 ein Arbeitsrad 2 drehbar gelagert ist.
Das Arbeitsrad trägt vier Arbeitskolben 3, die im Betrieb fortwährend auf ein Gegenrad 4 zu und wieder von diesem weg laufen, wobei im Gegenrad 4 eine
Arbeitskolbenausnehmung 5 vorgesehen ist, so dass die Arbeitskolben 3 mit dem Gegenrad 4 nach Art von Zahnrädern kämmen können. Die Arbeitskolben 3 greifen in die Arbeitskolbenausnehmung 5 ein, die so gestaltet ist, dass sich ein Abwälzen der vorderen und äußeren Kante des Arbeitskolbens auf der inneren Kontur der Arbeitskolbenausnehmung ergibt. Hier unten dargestellt ist das Gegenrad 4, das so angeordnet ist, dass sich die äußere Lauffläche des Gegenrades 4 und des Arbeitsrades 2 jeweils aufeinander abwälzen, hier also sich das Gegenrad 4 im Uhrzeigersinn dreht, während sich das Arbeitsrad 2 im Gegenuhrzeigersinn dreht. Zwischen dem in Drehrichtung des Arbeitsrades 2 gesehen vor dem Gegenrad 4 angeordneten Arbeitskolben 3 bildet sich infolge der Drehung der Brennraum des Motors. Dieser Brennraum ist begrenzt durch die dem Gegenrad 4 zugewandte innere Seite des Arbeitskolben 3, einem Teil der Lauffläche des Gegenrades 4 sowie der inneren Wandung des Arbeitsrades 2 und der Wandung des Gehäuses 1.
Dieses Gehäuse 1 ist an seiner dem Arbeitsrad 2 zugewandten Seite so ausgebildet, dass sich eine feine Lauffläche nach der Art einer Zylinderinnenbuchse für die Arbeitskolben 3 ergibt. Hierzu kann das Gehäuse 1 entweder selbst in der entsprechenden Qualität bearbeitet sein oder ein Standrad aufweisen, das in das Gehäuse 1 eingesetzt ist und nach der Art einer Zylinderlaufbuchse die erforderliche Oberflächengüte und Lauffläche bietet. Das Gehäuse 1 oder das Standrad des Gehäuses 1 bieten eine Aufnahme für das Gegenrad 4, die ebenfalls eine Lauffläche für die weitgehend gasdichte Anlage des Gegenrades 4 an die seitliche Wandung des
Gehäuses 1 bietet. Unter dem Gegenrad 4 ist eine Reservoir 12 angeordnet, dessen Funktionsweise weiter unten beschrieben werden wird.
In Drehrichtung gesehen schließt sich dann ein Vorauslass sowie ein Einlass 13 für die Spülluft und ein Auslass 14 für ein Gemisch aus Abgas- und Spülluft an. Weiter in
Drehrichtung gesehen ist ein Lufteinlass bzw. ein Einlass für ein Kraftstoff-Luft- Gemisch vorgesehen, über den für den erneuten Verbrennungsvorgang das zu komprimierende Gas angesaugt werden kann.
Das Arbeitsrad 2 besteht im wesentlichen aus einer riemenscheibenartigen
Konstruktion, die in den Figuren im Schnitt dargestellt ist. Im Bereich der oberen und unteren Scheibenebene springt ein Steg hervor, so dass zwischen diesen beiden hervorspringenden Stegen ein ringförmiger Kanal ausgebildet ist. In diesem ringförmigen Kanal sind äquidistant die Arbeitskolben 3 angeordnet, die hier von flachen Stegen gebildet sind, die den ringförmigen Kanal des Arbeitsrades 2 in hier vier Segmente teilen. Zusammen mit der inneren Wandung des Gehäuses 1 bzw. eines Standrades des Gehäuses 1 ergibt sich so jeweils ein abgeschlossener Raum in Form eines Torussegmentes mit rechteckigem Querschnitt, der durch die Drehung des Arbeitsrades 2 um die Rotationsachse herumbewegt ist. Selbstverständlich schließt die
Angabe abgeschlossen hierbei nicht aus, dass durch Einlass- bzw. Auslassöffnungen ein Gasaustausch mit dem Äußeren stattfinden kann.
Im inneren Bereich weist das Arbeitsrad 2 erste Luftschaufeln 6 auf, so dass dieser innere Bereich nach der Art eines Turbinenrades ausgebildet ist. Diese Luftschaufeln 6 sind mit ihren äußeren Enden mit dem nutförmigen Außenbereich und mit inneren Enden mit einer inneren Nabe verbunden. Bevorzugt sind die ersten Luftschaufeln 6 konzentrisch und symmetrisch zur Rotationsachse R angeordnet. Über die im Fall der verwendeten ersten Luftschaufeln 6 und deren Anstellung relativ zum durchströmenden Helium kann das Verdichtungsverhältnis, also der hinter dem
Arbeitsrad im Gehäuse vorherrschende Druck eingestellt werden.
Die Funktionsweise der ersten Luftschaufeln ist am besten in den FIG. 2 und 3 zu erkennen. Wie hier dargestellt, wird der von linken Seite des Gehäuses 1 Luft durch die Rotation des Antriebsrades 2 Luft angesaugt, die durch einen inneren Strömungskanal hindurchströmt. Die so angesaugte und verdichtete Luft sammelt sich in einem Luftsammelbehälter (hier nicht dargestellt), der strömungstechnisch mit einem Lufteinlass des Gehäuses 1 in den brennraumnahen Kanal des Arbeitsrades 2 verbunden ist. Auf diese Weise kann komprimierte Luft zur Verfügung gestellt werden, ohne das zusätzliche Bauteile zur Kompression erforderlich wären. Im gezeigten
Ausführungsbeispiel weist der Motor eine zweite Verdichterstufe auf, die von einem Zahnkranz 10 gebildet ist, der auf der das Antriebsrad 2 haltenden Welle aufgesetzt ist. Dieser Zahnkranz 10 hat eigentlich die Funktion, dass Gegenrad 4 anzutreiben und weist ähnlich wie das Antriebsrad 2 einen inneren Bereich auf, der mit zweiten Luftschaufeln 9 versehen ist und von gasförmigem Medium durchströmt werden kann.
Durch diesen Überdruck kann eine schnelle Befüllung des geöffneten Volumens, das den späteren Brennraum bilden wird, erzielt werden, ohne lange Ventilöffnungszeiten vorhalten zu müssen. Schließlich wird die so komprimierte Luft genutzt, um nach der vorhalten zu müssen. Schließlich wird die so komprimierte Luft genutzt, um nach der Verbrennung den Raum zwischen zwei Arbeitskolben 3 effektiv zu spülen, d.h. von möglicherweise verbliebenen Gasresten infolge der Verbrennung zu säubern. Hierzu steht in dem Gehäuse 1 angeordnete Kammer mit der verdichteten Luft in Verbindung mit einem sich zeitweise öffnenden Einlass 13, durch den die Luft in den torodialen
Bereich des Arbeitsrades 2 einströmen und durch einen Auslass 14 wieder austreten kann.
Die in den FIG. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsform ist nur eine prinzipielle Darstellung eines einzelnen Zylinders, jedoch bereits voll funktionsfähig ist. Bevorzugt werden jedoch mehrere Arbeitsräder eingesetzt, die sowohl auf einer gemeinsamen Abtriebswelle 8 als auch auf mehreren Wellen nebeneinander angeordnet sein können. Auf diese Weise sind mehrreihige oder mehrstufige Motoren mit einer Mehrzahl von Brennräumen möglich. Schließlich kann sich durch die Verwendung von mehreren Gegenrädern 4 in Verbindung mit einem gemeinsamen Arbeitsrad 2 und einer entsprechenden Anzahl von Arbeitskolben 3 auch ein Motor ausgebildet werden, der je Arbeitsrad 2 mehrere Brennräume aufweist. Wichtig hierfür ist lediglich die Tatsache, dass hinter dem Gegenrad 4 die hier beschriebenen Funktionsbereiche zum Austreiben und Spülen der Verbrennungsrückstände und vor dem Gegenrad 4 die Vorkehrungen zum Befüllen mit Umgebungsluft und Komprimieren der
Verbrennungsluft vorgesehen sind. Hinter dem Gegenrad 4 ist jeweils eine Einspritzdüse angeordnet, über die beispielsweise Dieselkraftstoff oder auch Kerosin in den Brennraum eingespritzt werden kann.
Das genaue Verfahren der Ansaugung und Verdichtung des Mediums und der
Verbrennung wird nachfolgend in den FIG. 4 bis 9 dargestellt. FIG. 4 zeigt das Arbeitsrad 2 in einer Position, in der vorverdichtete Umgebungsluft in den späteren Brennraum, d.h. in die Nut des Arbeitsrades 2 eingetreten ist. Durch Verwendung der durch das Arbeitsrad 2 komprimierten Umgebungsluft ist ein separater Ansaugvorgang nicht notwendig, infolge des Überdruckes strömt kontinuierlich Umgebungsluft in den nutförmigen Außenbereich des Arbeitsrades 2.
Sobald einer der Arbeitskolben 3 die Eintrittsöffnung der komprimierten Umgebungsluft passiert, wird ein Segment der Nut des Arbeitsrades 3 abgeschlossen, wodurch sich eine geschlossene Druckkammer ergibt. Dass auf die oben beschriebene Weise in den Kanal des Arbeitsrades 2 eingetretene verdichtete Medium wird nun durch weitere Drehung des Arbeitsrades 2 weiter verdichtet. Bei dem Medium kann es sich je nach Grundtyp des Motors um Umgehungsluft oder auch um ein Kraftstoff-Luft-Gemisch handeln. Letzteres wird im Falle eines Benzinmotors eingesetzt werden, im Falle eines
Dieselmotors wird dagegen nur Umgebungsluft angesaugt. Durch die weitere Drehung des Arbeitsrades 2 wird nun zunächst infolge des Passierens des Kolbens 3 der Eintrittsöffnung ein abgeschlossener Raum zwischen den drei durch das Arbeitsrad 2 gegebenen Kammerwänden, der Vorderseite des Arbeitskolbens 3 und der Rückseite des Gegenrades 4 gebildet.
Dieses relativ zum Umgebungsdruck unter erhöhten Druck stehende Gasvolumen wird nun durch die weitere Drehung des Arbeitsrades 2 in Richtung des Gegenrades 4 transportiert und durch weiteres Auflaufen des Arbeitskolbens 3 auf das Gegenrad 4 zunehmend verkleinert. Hierdurch tritt eine immer stärkere Kompression des
Gasvolumens auf, so dass sich bei einer bevorzugten Ausgestaltung beispielsweise ein Druck von ca. 40 bar infolge eines Verdichtungsverhältnisses von 1 :20 aufbaut. Nach endgültigem Aufbau des Arbeitsdruckes wird ein seitlich angeordnetes Druckreservoir geöffnet, so dass das komprimierte Medium in dieses Reservoir unter leichter Entspannung einströmen kann. So ist in der Seitenwandung des nutförmigen
Kanals des Arbeitsrades 2 eine Öffnung vorgesehen, die infolge der Drehung des Arbeitsrades 2 über den Eintritt in das Reservoir 12 verdreht wird, so dass die Eintrittsöffnung sowie die Öffnung im Arbeitsrad 2 zunehmend deckungsgleich zueinander werden.
Hierdurch wird im Innenraum des Nutsegmentes mit dem Reservoir 12 strömungstechnisch kurzgeschlossen und das verdichtete Medium kann in das Reservoir 12 einströmen. Durch die leichte Entspannung ergibt sich im Reservoir dann beispielsweise bei einer bevorzugten Ausgestaltung ein Innendruck von ca. 35 bar. Weiteres Verdrehen des Arbeitsrades 2 bewirkt nun, dass der hinter dem gerade entspannten Nutsegment gelegene Arbeitskolben 3 mit der Arbeitskolbenausnehmung 5 kämmt, wodurch der Arbeitskolben 3 im Bereich des Gegenrades 4 passieren kann. Durch weitere Verdrehung des Arbeitsrades 2 bildet sich hinter dem Gegenrad 4 durch den gleichen Arbeitskolben 3 ein wiederum abgeschlossenes Torussegment, in dem die in der in FIG. 6 gezeichneten Stellung mit dem Austritt des Reservoirs 12 deckungsgleich ist, das komprimierte Medium aus dem Reservoir 12 in das Torussegment hinter dem Gegenrad 4 strömen kann.
So füllt sich dieses Torussegment wiederum unter leichter Entspannung mit dem komprimierten Medium, das beispielsweise nun einen Druck von 30 bar aufweisen kann. Ein weiteres Verdrehen des Arbeitsrades 2 um einige Winkelgrade bewirkt ein Fortbewegen der seitlichen Einlassöffnung von dem Austritt des Druckreservoirs 12, dass das Torussegment zur Bildung eines geschlossenen Brennraumes vollständig verschlossen ist. Nun kann über eine in den FIG. 4 bis 7 nicht dargestellte
Zündvorrichtung bereits eine Zündung erfolgen, sofern das eingeschlossene Medium ein Kraftstoff-Luft-Gemisch ist. Bei einem Dieselmotor dagegen wird bevorzugt eine Direkteinspritzung verwendet, hierfür ist hinter dem Gegenrad 4 eine Einspritzdüse vorgesehen, die beispielsweise in FIG. 1 dargestellt ist. Im Falle der Direkteinspritzung wird das Benzin im dargestellten Fall tangenzial längs der Oberfläche des Gegenrades
4 eingespritzt.
Infolge der der Einspritzrichtung entgegengesetzten Drehrichtung des Gegenrades 4 tritt so eine Verwirbelung des eingespritzten Nebels auf, der sich durch die Drehung des Arbeitsrades 2 im Brennraum verteilt. Ein Glühfaden bewirkt die Zündung des
Gemisches, das infolge der Verbrennung expandiert und den nun im vorderen Bereich gelegenen Arbeitskolben 3 in Drehrichtung des Arbeitsrades 2 antreibt.
Zur Optimierung des Brennraumes 7 kann die Form der Seitenwandungen und des Grundes des nutförmigen Kanales entsprechend der Strömungsanforderungen modifiziert werden. So ist es beispielsweise möglich, dass anstelle der hier dargestellten Ebenen auf Flächen von Gegenrad 4 und Nutgrund des Antriebsrades 2 eine leicht ballige Ausgestaltung des Gegenrades 4 und eine korrespondierende negative Formgebung des Nutgrundes des Antriebsrades 2 gewählt wird. Auch der Einspritzwinkel relativ zu den beiden Richtungen senkrecht zur Rotationsachse R des
Antriebsrades 2 kann je nach Anforderung modifiziert werden, um eine möglichst hundertprozentige und damit schadstoffarme Verbrennung zu gewährleisten. Nach der Verbrennung wird das Antriebsrad 2 weiter verdreht, so dass zunächst ein seitlicher Schadstoffauslass mit dem Brennraum in Strömungskontakt gerät. Hierdurch entweichen bereits erste Abgase, die einer üblichen Abgasreinigung und Abführung zugeführt werden können. Eine weitere Verdrehung des Arbeitsrades 2 bewirkt, dass das eventuell noch mit Restgasen gefüllte Kammervolumen deckungsgleich mit einem Einlass 13 gebracht wird, an den ein unter Druck stehendes Umgebungsluftvolumen angelegt ist. Bei Strömungskontakt der Kammer mit diesem Einlass 13 strömt diese Umgebungsluft dann in die Kammer ein und kann durch einen Auslass 14 unter Mitnahme der Gasreste zur vollständigen Spülung wieder austreten.
Die Arbeitskolben 3 sind mit ihrer äußeren Kontur so ausgebildet, dass im oberen Bereich eine große Ausdehnung vorliegt, die eine selbsttätige Abdichtung mit der inneren Lauffläche des Gehäuses 1 ergibt. Zusätzliche Dichtmittel, wie etwa Kolbenringe im Falle eines Hubkolbenmotors, sind nicht erforderlich. Das Arbeitsrad 2 ist über Gleitlager 11 im Gehäuse 1 gelagert.
Ein wesentlicher Gedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die vorverdichteten gasförmigen Medien durch das Arbeitsrad selbst komprimiert werden. Hierzu weist das Arbeitsrad innerhalb des torusförmigen Arbeitsbereiches eine Ausgestaltung nach der Form eines Turbinenrades auf. Dieses Turbinenrad wird von ersten Luftschaufeln 6 gebildet, die aus der Umgebung Umgebungsluft ansaugen und in einem Kammervolumen komprimiert zur Verfügung stellen. Wie in FIG. 2 dargestellt, kann eine zweite Verdichterstufe vorgesehen sein, die die Luft zusätzlich komprimiert, das Kammervolumen ist sowohl mit dem Spüllufteinlass 13 als auch mit dem Einlass für das zu verdichtende gasförmige Medium verbunden.
Durch die erste Verdichterstufe mit den ersten Schaufeln bzw. sofern vorhanden durch die zusätzliche Kompression durch die zweite Verdichterstufe mit zweiten Luftschaufeln 9, steht das gasförmige Medium beispielsweise unter einem Druck von 2,5 bar relativ zur Umgebung. Dies bewirkt ein schnelles und sicheres Einströmen der
Umgebungsluft in die jeweiligen Volumina des ringförmigen Körpers, ohne dass lange Öffnungszeiten der Ventile benötigt würden. ln den FIG. 10 und 11 sind weitere Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt. FIG. 10 zeigt eine Prinzipskizze eines einläufigen Motors mit nur einem Antriebsrad 2 und einem Gegenrad 4. FIG. 11 dagegen zeigt eine Erweiterung des Motors mit zwei Antriebsrädern 2, die ein gemeinsames Gegenrad 4 zum Funktionsaufbau nutzen. In FIG. 12 ist ein sternförmiger Aufbau eines dreiläufigen Motors dargestellt, der ebenfalls ein gemeinsames Gegenrad nutzt. Dieser Aufbau ist besonders vorteilhaft, da sich die Achsbelastung auf die Lagerung des Gegenrades 4 gegenseitig kompensieren. In diesem Fall ist die Biegebeanspruchung der Lagerung des Gegenrades 4 minimiert, was sowohl auf den Verschleiß als auch auf die Lagerverluste positive Auswirkungen hat. Anstelle der dargestellten Ausgestaltungen können auf einer gemeinsamen
Rotationswelle auch mehrere Antriebsräder hintereinander angeordnet werden, so dass sich ein mehrstufiger Motor mit mehreren Antriebsrädern 2 ergibt, die um eine gemeinsame Rotationsachse R drehbar gelagert sind. In diesem Fall kann jedes der Antriebsräder 2 mit jeweils einem Gegenrad 4 zusammen wirken, es ist jedoch auch möglich, dass anstelle mehrerer Gegenräder 4 eine walzenartige Ausgestaltung des
Gegenrades 4 genutzt wird, wobei dieses eine Gegenrad 4 dann mit allen eingesetzten Antriebsrädern zusammen wirkt. Letztere Ausgestaltung ist natürlich nur dann möglich, wenn die Winkelposition der Arbeitskolben 3 bei allen Antriebsrädern 2 jeweils identisch ist. Eine Verdrehung der Antriebsräder 2 relativ zueinander dagegen führt zu einem runderen Lauf des Motors und wird so den höheren Aufwand für die Lagerung der verschiedenen Gegenräder 4 rechtfertigen.
Ferner ist es möglich, einen mehrreihigen und einen mehrstufigen Motor miteinander zu kombinieren, sofern die örtlichen Verhältnisse die hierdurch entstehende Baugröße zulassen. Auch können je Antriebsrad 2 mehrere über den Umfang verteilte
Gegenräder 4 eingesetzt werden, wobei je eingesetztem Gegenrad jeweils vier Arbeitskolben 3 am Antriebsrad 2 vorgesehen werden. Hierdurch können mehrere Brennräume über den Umfang verteilt werden und je nach Position der Gegenräder 4 ein mehrzylindriger Motor mit entsprechender Laufruhe aufgebaut werden. Generell wird beim erfindungsgemäßen Motor die Laufruhe im Verhältnis zum Hubkolbenmotor wesentlich höher sein, da eine Bewegungsumkehr der bewegten Massen weitgehend vermieden werden kann. Die FIG. 13, 14 und 15 zeigen einen mehrreihigen Motor, wie er oben bereits beschrieben wurde. Alle Antriebsräder werden gemeinsam durchströmt und weisen jeweils ein Turbinenrad auf. Der hinter dem Turbinenrad zur Verfügung stehende Überdruck kann entweder unmittelbar zu den jeweiligen Öffnungen der Antriebsräder geführt werden oder auch hinter dem Turbinenradstapel in ein gemeinsames Reservoir geleitet werden, von wo er aus den entsprechenden Öffnungen zugeführt werden kann.
Die FIG. 16 und 17 zeigen zusammen mit den FIG. 18 bis 20 noch einmal die oben beschriebene einstufige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Motors. FIG. 18 zeigt das Gehäuse ohne das Antriebsrad 2, so dass das Reservoir 12 sowie die gegenüberliegend angeordnete Abgasabführung erkennbar werden. Im Zentrum des Gehäuses ist die zweite Verdichterstufe mit den zweiten Luftschaufeln 9 erkennbar. FIG. 19 zeigt dagegen, den in FIG. 18 nicht dargestellten Teil des Motors mit dem Gegenrad 4 und dem Antriebsrad 2. Das Gegenrad 4 dreht sich hier doppelt so schnell wie das Antriebsrad 2, so dass ein Eingriff der Arbeitskolben 3 in die
Arbeitskolbenausnehmungen 5 sicher gewährleistet ist. In der gezeigten Stellung wälzt sich gerade der vordere Bereich der Arbeitskolbenausnehmung 5 auf dem hinteren Teil des Arbeitskolbens 3 ab, so dass in Kürze die Strömungsverbindung zu dem Reservoir 12 zur Füllung des Brennraumes mit komprimierten Medium hergestellt werden kann. FIG. 20 zeigt eine Seitenansicht des in den FIG. 18 und 19 dargestellten Motors, bei der das Reservoir 12 besonders gut erkennbar ist.
Bezugszeichenliste:
1 Gehäuse
2 Arbeitsrad
3 Arbeitskolben
4 Gegenrad
5 Arbeitskolbenausnehmung
6 Erste Luftschaufeln
7 Brennraum
8 Abtriebswelle
9 Zweite Luftschaufel
10 Zahnkranz
11 Gleitlager
12 Reservoir
13 Einlass
14 Auslass
15 Einspritzdüse
R Rotationsachse

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Drehkolben-Verbrennungsmotor mit einem Gehäuse (1), - wenigstens einem um eine Rotationsachse (R) in dem Gehäuse (1) drehbaren Arbeitsrad (2), wenigstens einem an dem Arbeitsrad (2) vorgesehenen Arbeitskolben (3) zum Ansaugen und Verdichten von Luft oder eines Kraftstoff-Luft- Gemischs und zur Umsetzung des bei der Verbrennung eines Kraftstoff- Luft-Gemischs entstehenden Gasdrucks in mechanische Energie, wenigstens einem Gegenrad (4) mit wenigstens einer Arbeitskolbenausnehmung (5), einer Anzahl von drehantreibbaren ersten Luftschaufeln (6) zur Vorverdichtung von Luft oder eines Kraftstoff-Luft-Gemischs und - wenigstens einem Brennraum (7) zur Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-
Gemischs dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Brennraum (7) im Betrieb fortwährend neu zwischen Arbeitskolben (3), Arbeitsrad (2), Gegenrad (4) und Gehäuse (1) gebildet wird und dass die ersten Luftschaufeln (6) nach Art von Speichen Teil des Arbeitsrades sind und im Betrieb das Kraftstoff-Luft-Gemisch oder die Luft durch das Arbeitsrad (2) saugen.
2. Drehkolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoff-Luft-Gemisch oder die Luft im wesentlichen parallel zur Rotationsachse (R) des Arbeitsrades (2) strömt.
3. Drehkolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abtriebswelle (8) vorgesehen ist, deren
Rotationsachse (R) identisch mit der Rotationsachse (R) des Arbeitsrades (2) ist.
4. Drehkolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet die ersten Luftschaufeln (6) an der Abtriebswelle (8) befestigt sind.
5. Drehkolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Arbeitsrad (2) ein Zahnkranz vorgesehen ist, der direkt oder indirekt eine Abtriebswelle (8) antreibt.
6. Drehkolben-Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl drehantreibbarer zweiter Luftschaufeln (9) zur weiteren Vorverdichtung der Luft oder des Kraftstoff-Luft-Gemischs vorgesehen sind.
7. Drehkolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Luftschaufeln (9) nach Art von Speichen Teil eines Zahnkranzes (10) bilden.
8. Drehkolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 3 und Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Luftschaufeln (9) an der Abtriebswelle (8) angreifen.
9. Drehkolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnkranz (10) mit den zweiten Luftschaufeln (9) fest mit dem Arbeitsrad (2) verbunden ist.
10. Drehkolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnkranz (10) mit den zweiten Luftschaufeln (9) mit einem dazu zumindest partiell komplementären Zahnkranz am Gegenrad (4) in kämmendem Eingriff steht.
11. Drehkolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der partiell komplementäre Zahnkranz am Gegenrad (4) über eine vom dem Zahnkranz (10) getriebene Antriebskette angetrieben ist.
12. Drehkolben-Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass Gleitlager (11) zur Lagerung des Arbeitsrades (2) im Gehäuse (1) zwischen der Innenseite des Gehäuses (1) und der gehäusezugewandten Außenseite des Arbeitsrades (2) vorgesehen sind.
13. Drehkolben-Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reservoir (12) zur Aufnahme der im Betrieb von einem der Arbeitskolben (3) komprimierten Luft bzw. des komprimierten Kraftstoff-Luft-Gemischs beim Durchgang des Arbeitskolbens (3) durch das Gegenrad (4) vorgesehen ist.
14. Drehkolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (12) im Gegenrad angeordnet ist.
15. Drehkolben-Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 14 mit wenigstens zwei an einem gemeinsamen Arbeitsrad (2) angeordneten Arbeitskolben (3), dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (1 ) wenigstens ein Einlaß (13) und ein Auslaß (14) derart ausgebildet sind, dass sie in bestimmten Rotationsstellungen zweier benachbarter Arbeitskolben (3) gleichzeitig geöffnet sind, so dass Spülluft durch den Einlaß (13) in den zwischen den beiden benachbarten Arbeitskolben (3), dem Gehäuse (1) und dem Arbeitsrad (2) gebildeten Raum geleitet werden und evtl. in dem Raum vorhandene Abgase aus dem Auslaß (14) drücken kann.
16. Drehkolben-Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass er als mehrreihiger Motor mit wenigstens zwei, hintereinander und um eine gemeinsame Rotationsachse (R) drehbar gelagerten Arbeitsrädern (2) ausgebildet ist, denen jeweils ein Gegenrad (4) zugeordnet ist.
17. Drehkolben-Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (1) eine Mehrzahl von Rotationsachsen (R) angeordnet sind, wobei auf jeder der Rotationsachsen (R) jeweils zumindest ein Arbeitsrad (2) angeordnet ist.
18. Drehkolben-Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei auf unterschiedlichen Rotationsachsen (R) angeordnete Arbeitsräder (2) einem gemeinsamen Gegenrad (4) zugeordnet sind.
19. Drehkolben-Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskolben (3) einen Kühlkanal aufweisen, der mit einem Ende in den Bereich vor den ersten Luftschaufeln (6) und einem gegenüberliegenden Ende in den Bereich hinter den ersten Luftschaufeln (6) mündet, wobei der Kanal einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist.
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