WO2013017662A9 - Rotationskolbenmotor, insbesondere mit zündkammerumlaufenden rotationskolben - Google Patents

Rotationskolbenmotor, insbesondere mit zündkammerumlaufenden rotationskolben Download PDF

Info

Publication number
WO2013017662A9
WO2013017662A9 PCT/EP2012/065158 EP2012065158W WO2013017662A9 WO 2013017662 A9 WO2013017662 A9 WO 2013017662A9 EP 2012065158 W EP2012065158 W EP 2012065158W WO 2013017662 A9 WO2013017662 A9 WO 2013017662A9
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
working
rotary piston
channel
chambers
gas
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/065158
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2013017662A2 (de
WO2013017662A3 (de
Inventor
Glenn Rolus Borgward
Original Assignee
Brands & Products Ipr-Holding Gmbh & Co. Kg
Rb Holding Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brands & Products Ipr-Holding Gmbh & Co. Kg, Rb Holding Gmbh filed Critical Brands & Products Ipr-Holding Gmbh & Co. Kg
Priority to CN201280048555.2A priority Critical patent/CN104040115B/zh
Priority to EP12742918.1A priority patent/EP2739827A2/de
Priority to US14/236,808 priority patent/US20150308272A1/en
Priority to RU2014107782A priority patent/RU2627487C2/ru
Publication of WO2013017662A2 publication Critical patent/WO2013017662A2/de
Publication of WO2013017662A3 publication Critical patent/WO2013017662A3/de
Publication of WO2013017662A9 publication Critical patent/WO2013017662A9/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/12—Rotary-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
    • F01C1/123—Rotary-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 tooth-like elements, extending generally radially from the rotor body cooperating with recesses in the other rotor, e.g. one tooth
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/12—Rotary-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
    • F01C1/14—Rotary-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
    • F01C1/18—Rotary-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 similar tooth forms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/12—Rotary-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
    • F01C1/14—Rotary-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
    • F01C1/20—Rotary-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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/18—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00—Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F02B53/12—Ignition

Definitions

  • Rotary piston engine in particular with ignition chamber rotating rotary piston
  • the invention relates to a rotary piston engine, comprising at least two working chambers, which are formed by a housing, a working rotary piston rotating therein and at least one rotating auxiliary rotary piston.
  • the invention also relates to a method for operating this rotary piston engine.
  • a rotary piston engine of this type is known from DE 39 06 081 A1.
  • a working gas is introduced through the rotating working rotary piston in one of the working chambers and compressed, ignited and expanded within this working chamber, before the burned working gas is in turn discharged through the working rotary piston.
  • the invention is therefore based on the object to improve a generic rotary piston engine and a method of its operation to allow different compression ratios and ignition timing and to increase the rotation and tightness of the rotary piston even during continuous operation of the rotary piston engine.
  • the object of the invention is achieved by the rotary piston engine according to claim 1, comprising at least two working chambers, which are formed by a housing, a working rotary piston rotating therein and at least one rotating auxiliary rotary piston, wherein a working gas via at least one channel from at least one of the working chambers in at least one other of the working chambers is convertible.
  • the ignition timing and the compression ratios can be controlled much better than is the case with a conventional rotary piston engine.
  • the rotation and tightness of the rotary piston can be improved even with continuous operation of the rotary piston engine, because the ignition of the working gas can be accomplished outside of the working chambers, so that less combustion residues are to be expected in the working chambers.
  • the rotary piston engine according to the invention can be used with all common Fuels are operated in particular with gasoline, diesel or hydrogen and is particularly suitable for the operation of vehicles of all kinds, especially for air, water and ground vehicles, and for generators, compressors, combined heat and power or machine tools. An air-fuel mixture and resulting combustion products are commonly referred to as working gas.
  • the housing includes at least one inlet for introducing a working gas into at least one of the working chambers.
  • the housing comprises at least one outlet to discharge a working gas from at least one of the working chambers.
  • the housing is designed in such a way that it has a curvature about the axis of the working rotation piston in a plane perpendicular to the axis of the working rotary piston and / or a curvature about the axis of at least one of the auxiliary rotation pistons, wherein the curvature is preferably an arc length of at least 45 °, preferably at least 90 °, more preferably at least 120 °.
  • the housing is at least partially constructed mirror-symmetrical, preferably mirror-symmetrical to a plane which is spanned by the axes of Schwarzerskol- bens and the at least one auxiliary rotary piston.
  • the housing comprises at least two parts, preferably at least two substantially mirror-symmetrical parts, preferably at least two identical parts, in order to cover the working rotary piston and the at least one auxiliary rotary piston on different sides of its circumference.
  • the housing is substantially in a plane which is spanned by the axes of the Härota- tion piston and the at least one auxiliary rotary piston, or in a plane parallel thereto, divided.
  • the housing surrounds a synchronization mechanism for synchronizing the working rotary piston and the at least one auxiliary rotary piston.
  • a rotary piston engine according to at least one of these types is compact and easy to assemble. In the case of a defect or modification, individual components of the rotary piston engine, in particular the working rotary piston and the auxiliary rotary piston, can be easily replaced.
  • the working rotary piston limits at least one of the working chambers in the axial direction at least on one side, preferably on both sides.
  • the working rotary piston limits at least one of the working chambers in the circumferential direction at least on one side, preferably on both sides.
  • the working rotary piston limits at least one of the working chambers in the radial direction at least on one side, preferably radially on the inside.
  • the working rotary piston is wider than at least one of the auxiliary rotary pistons.
  • the working rotary piston engages over at least one of the auxiliary rotary pistons in the axial direction at least on one side, preferably on both sides.
  • the working rotary piston is essentially designed as a hollow cylinder.
  • the compressed working gas is passed to the ignition by the working rotary piston, preferably axially and / or radially, preferably passed radially inwardly through the working rotary piston.
  • the working rotary piston comprises a substantially cylindrical lateral surface with at least one pocket-shaped recess for forming at least one channel section and / or at least one ignition chamber, wherein preferably a radius of the lateral surface decreases in the direction of rotation of the working rotary piston at the beginning of the recess and then again with less slope on the original value increases.
  • the working rotary piston comprises two side parts, which are spaced apart in the axial direction and define at least one of the working chambers in the intermediate space, wherein at least one of the side parts is preferably at least partially substantially circular or annular.
  • the working rotary piston includes at least one separating portion for separating at least two of the working chambers from each other, the separating portion preferably extending in the axial and / or radial directions of the working rotary piston to preferably connect two side portions of the working rotary piston.
  • the working rotary piston comprises at least one receptacle for at least one gas passage device.
  • the working rotary piston comprises a radially inner portion and a radially externa ßeren portion, which are connected to one another at a side part of the working rotary piston, wherein at another side part of the working rotary piston between the radially inner portion and the radially outer portion, an opening in the axial direction for a Gas passage means is provided.
  • the working rotary piston forms or includes at least a portion of the channel that is alignable with at least one other portion of the channel, preferably a portion of the channel opposite the housing, such that the channel portions can communicate, the portion of the channel preferably being at least in sections Jacket surface and / or is formed by a side part of the working rotary piston.
  • the working rotary piston forms or surrounds at least a portion of the channel penetrating the working rotary piston, preferably penetrating in the radial direction, wherein a portion of the channel is preferably slit-shaped and extends in the circumferential direction of the working rotary piston, preferably at least two identical channel sections in the axial direction of the working rotary piston are arranged side by side.
  • the working rotary piston comprises a cylinder jacket section-shaped cover, preferably following a direction of rotation in the front end of a separating strip to at least partially limit at least one of the working chambers in the radial direction inside, wherein the cover preferably extends only over part of the circumference of the working rotary piston to an opening extending over at least a portion of the circumference of the working rotary piston so that the channel communicates via the opening with at least one of the working chambers, preferably at least one other of the working chambers.
  • the working rotary piston is constructed asymmetrically.
  • the working rotary piston comprises elements for stiffening and / or elements for controlling the thermal expansion and / or elements for balancing, preferably ribs and / or materials with different thermal expansion properties and / or Materialaus quietly situated at a predefined distance between a plurality of ribs and / or materials with different thermal expansion properties and / or Materialaus quietly situated at a predefined distance between a plurality of ribs and / or materials with different thermal expansion properties and / or Materialaus quietly, in particular balancing bores.
  • the working rotary piston has an eccentric center of gravity.
  • the working rotary piston is sealed from the housing.
  • the working rotary piston comprises at least one seal, in particular a sealing strip, which is preferably biased by a spring in the radial direction outward Shen to seal a separating portion of the working rotary piston relative to the at least one auxiliary rotary piston, wherein the seal is preferably secured form fit to the working rotary piston.
  • a rotary piston engine according to at least one of these types may offer various advantages over a conventional rotary piston engine, particularly when the working chamber is laterally limited by the working rotary piston. This results in lower shear forces between the working gas and the housing because the contact area of the working gas is minimized to the housing.
  • the auxiliary rotary piston is arranged in the housing.
  • the auxiliary rotary piston includes a complementary geometry to the working rotary piston.
  • the auxiliary rotary piston rolls sealingly against the working rotary piston.
  • the auxiliary rotary piston divides a space between the working rotary piston and the housing into a working chamber of increasing volume and a working chamber of decreasing volume.
  • the auxiliary rotary piston interacts with the working rotary piston in such a way that the auxiliary rotary piston preferably completely displaces a working gas from at least one of the working chambers.
  • the auxiliary rotary piston comprises at least one receiving section for receiving a separating section of the working rotary piston.
  • the auxiliary rotary piston is forcibly coupled to the working rotary piston, preferably via a gear, preferably via a gear transmission.
  • the auxiliary rotary piston is constructed asymmetrically.
  • the auxiliary rotary piston comprises elements for stiffening and / or elements for controlling the thermal expansion and / or elements for balancing, preferably ribs and / or materials having different thermal expansion properties and / or material recesses, in particular balancing bores.
  • the auxiliary rotary piston has an eccentric center of gravity.
  • the auxiliary rotary piston is sealed from the housing.
  • the auxiliary rotary piston rotates at a different peripheral speed than the working rotary piston.
  • the axes of the auxiliary rotary pistons and the axis of the working rotary piston lie in one plane.
  • a rotary piston engine facilitates the filling and emptying of the working chambers in different operating phases of the rotary piston engine.
  • An advantageous embodiment of the invention relates to a rotary piston engine, wherein the channel fulfills at least one of the following requirements:
  • the channel is lockable.
  • the channel can only be flowed through in one direction by the working gas.
  • the channel is formed substantially gas-tight, so that the working gas is guided substantially without pressure loss between an inlet-side and an outlet-side mouth of the channel.
  • the channel can communicate with at least one of the working chambers on the inlet side and / or outlet side only in a rotational angle range of the working rotary piston, preferably in an adjustable rotational angle range of the working rotary piston, wherein the rotational angle range of the working rotary piston in which the channel communicates with at least one of the working chambers on the inlet side , is different from a rotation angle range of the working rotary piston, in which the channel communicates with at least one other of the working chambers on the outlet side.
  • the channel can open on the inlet side only to at least one of the working chambers and open on the outlet side only to at least one other of the working chambers, so that a working gas can flow only from at least one of the working chambers in the channel and flow out of the channel only in at least one other of the working chambers can.
  • the passageway shortens a path of the working gas, wherein a path through the passageway between an inlet-side and an outlet-side port of the passage is shorter than an arc length about the axis of the working rotary piston between the inlet-side and outlet-side ports of the passage.
  • the channel includes at least two channel portions alignable with each other to communicate with each other, wherein at least one of the channel portions rotates within the housing and at least one other of the channel portions is associated with the housing or fixed with respect to the housing, wherein at least one of the rotating channel portions and at least one of the fixed channel sections in a rotation angle range of the working rotary piston, preferably in an adjustable rotation angle range of the working rotary piston, communicate with each other, wherein at least one of the rotating channel sections is disposed radially within at least one of the fixed channel sections and / or at least one of the rotating channel sections radially outside at least one of fixed channel sections is arranged.
  • the channel comprises at least two groups of channel sections, wherein the channel sections of a group are alignable with each other to communicate with each other, wherein at least one of the channel sections of a group rotates in the housing and at least one other of the channel sections of a group belongs to the housing or fixed relative to the housing wherein at least one of the rotating channel sections and at least one of the fixed channel sections of a group in a nem rotational angle range of the working rotary piston, preferably in an adjustable rotation angle range of the working rotary piston, communicate with each other, wherein the channel sections of different groups relative to the axis of the working rotary piston preferably in the axial direction and / or in the radial direction and / or circumferentially do not overlap each other, preferably the Channel sections of one group and the channel sections of another group can communicate with each other only in different rotational angle ranges of the working rotary piston, wherein at least one of the rotating channel sections of a group is disposed radially within at least one of the fixed channel sections of a group and /
  • the channel opens on the inlet side and / or outlet side substantially tangentially to the circumference of the working rotary piston in at least one of the working chambers, wherein an angle which describes an axis of the channel to the tangent to the circumference of the working rotary piston in the region of the mouth, preferably not greater than 89 ° , preferably not greater than 45 °, more preferably not greater than 30 °, and most preferably not greater than 15 °, measured in or against the direction of rotation of the working rotary piston.
  • the channel opens on the inlet side and / or outlet side in the axial and / or radial direction, preferably in the radial direction from the inside, into at least one of the working chambers.
  • the channel is on the inlet side of a rear end of at least one of the working chambers.
  • the channel opens on the outlet side at a front end in at least one of the working chambers.
  • the channel extends at least partially within the working rotary piston, preferably along and / or within a lateral surface and / or along or within at least one side part of the working rotary piston.
  • a cross section of the channel converges on the inlet side and / or diverges on the outlet side (in the flow direction).
  • An outlet-side mouth of the channel extends over at least 50%, preferably over at least 75%, preferably over 100% of the axial length and / or the circumferential length of the working chamber communicating therewith.
  • An inlet-side mouth of the channel and an outlet-side mouth of the channel do not overlap in the axial direction and / or not in the radial direction and / or not in the circumferential direction with respect to the axis of the working rotary piston.
  • An inlet-side mouth of the channel and an outlet-side mouth of the channel are spaced apart in the axial direction and / or in the radial direction and / or in the circumferential direction with respect to the axis of the working rotary piston.
  • An inlet-side mouth of the channel and an outlet-side mouth of the channel are of different sizes, wherein the outlet-side mouth of the channel is preferably larger, preferably at least 50% larger, preferably at least 100% larger, more preferably at least 200% larger than the inlet-side mouth of the canal.
  • At least one second channel transfers a working gas from at least one other of the working chambers into at least one further of the working chambers.
  • a rotary piston engine has the advantage that the channel can, if necessary, only be opened on one side in order to direct the working gas in one direction through the channel from the compression chamber into the expansion chamber. A return flow of the working gas can be excluded even at very high speeds and pressures. If flushing of the channel is desirable, it may be provided that the channel is at least temporarily open on the inlet side and outlet side, e.g. briefly during the introduction or compression of the working gas in the or on the inlet side ⁇ ) working chamber.
  • the channel conducts a working gas through the ignition chamber, preferably exclusively through the ignition chamber.
  • the ignition chamber communicates with the channel.
  • the ignition chamber is disposed radially inwardly and / or axially within the working rotary piston.
  • the ignition chamber is formed radially inside and / or axially within the working rotary piston.
  • the ignition chamber is located at least partially between the axis of the working rotary piston and the axis of at least one of the auxiliary rotary pistons.
  • the ignition chamber overlaps at least one of the working chambers, preferably a working chamber communicating with the inlet-side mouth of the channel, in the radial direction.
  • the ignition chamber can communicate via at least one opening with an injection device and / or an ignition device, wherein the opening is preferably closable, wherein preferably a plurality of ignition devices are arranged on different sides of the ignition chamber.
  • the ignition chamber comprises a cooling, preferably a water cooling, and / or an oil lubrication, preferably a pressure circulation lubrication.
  • the ignition chamber is formed as a recess or pocket of the working rotary piston.
  • the ignition chamber rotates with the working rotary piston.
  • the working rotary piston rotates around the ignition chamber.
  • the ignition chamber is fixed relative to the housing, preferably set adjustable relative to the housing.
  • the ignition chamber includes and / or forms a portion of the channel.
  • the ignition chamber is located at an outlet end of the channel.
  • the ignition chamber forms an outlet end of the channel.
  • the ignition chamber opens divergently to at least one of the working chambers, preferably to a front end of at least one of the working chambers.
  • the position of the ignition chamber can be optimized such that the ignition chamber can communicate via particularly short gas paths via the channel with an inlet-side and an outlet-side working chamber. As a result, energy losses due to a diversion or deflection of the working gas are minimized.
  • the rotary piston engine has at least one gas passage device that meets at least one of the following requirements:
  • the channel passes a working gas through the gas passage means, preferably exclusively through the gas passage means.
  • the gas passage means communicates with the channel.
  • the gas passage means forms part of the housing.
  • the gas passage device is defined from the inside or from the outside on the housing.
  • the gas passage means is adjustably fixed to the housing.
  • the gas passage device is mechanically adjustable or dynamically adjustable, preferably dynamically adjustable by a control or regulation.
  • the gas passage means is rotatable in the circumferential direction relative to the housing.
  • the gas passage means is arranged coaxially with the working rotary piston.
  • the gas passage means is formed substantially hollow cylindrical.
  • the gas passage device is arranged radially and / or axially within the working rotary piston.
  • the gas passage device limits at least one of the working chambers in the radial direction at least on one side, preferably radially on the inside.
  • the gas passage device limits the ignition chamber in the radial direction at least on one side, preferably radially on the outside.
  • the gas passage means comprises the ignition chamber.
  • the gas passage means is preferably sealingly insertable into a receptacle of the working rotary piston, wherein preferably the gas passage means and a radially outer portion of the working rotary piston jointly at least partially define at least one of the working chambers and / or the gas passage means and a radially inner portion of the working rotary piston together at least in sections at least one Define ignition chamber.
  • the gas passage means comprises at least a portion of the channel, which is aligned with at least one other portion of the channel, preferably with a rotating channel portion, preferably with a channel portion of the working rotary piston, such that the channel portions can communicate, in particular in the axial and / or radial direction relative to the axis of the working rotary piston.
  • the gas passage device comprises at least two sections of the channel which are alternately alignable with at least one other section of the channel, preferably with a rotating channel section, preferably with a channel section of the working rotary piston, such that the channel sections can communicate, in particular in axial and / or radial Direction relative to the axis of the working rotary piston.
  • the gas passage means comprises at least two mutually adjustable gas passage portions, each comprising at least a portion of the channel, the gas passage portions are preferably adjustable, while the portions of the channel communicate with each other, wherein the gas passage portions are preferably rotated against each other.
  • the gas passage device comprises at least one secondary compressor.
  • At least one of the channel sections of the gas passage means is formed substantially slit-shaped and extends in the circumferential direction through a lateral surface of the gas passage means.
  • At least one of the working chambers forms a compression chamber for compressing a working gas.
  • At least one of the working chambers forms an expansion chamber for expanding a working gas.
  • At least two of the working chambers have different axial and / or radial dimensions relative to a rotational axis of the working rotary piston.
  • At least two of the working chambers have different cross-sectional shapes in a plane including an axis of rotation of the working rotary piston.
  • a working chamber or group of working chambers having the larger cross-sectional area forms a compression chamber or group of compression chambers
  • a working chamber or group of working chambers having the smaller cross-sectional shape forms an expansion chamber or group of expansion chambers.
  • At least two of the working chambers are arranged offset to one another in the axial direction and / or in the radial direction and / or in the circumferential direction.
  • At least two of the working chambers are arranged one behind the other in the direction of rotation.
  • At least two of the working chambers are arranged overlapping in the axial direction and / or in the radial direction and / or in the circumferential direction.
  • At least two of the working chambers are arranged non-overlapping in the axial direction and / or in the radial direction and / or in the circumferential direction.
  • At least two of the working chambers are arranged in the axial direction at least in sections next to each other.
  • the rotary piston engine has at least one secondary compressor which fulfills at least one of the following requirements:
  • the duct passes the working gas through the secondary compressor, preferably exclusively through the booster, so that the working gas is compressed in the booster.
  • the reboiler communicates with the channel.
  • the after-compressor compresses a working gas after leaving at least one of the working chambers.
  • the booster compresses the working gas prior to introduction into another of the working chambers.
  • the booster compresses the working gas mechanically and / or pneumatically and / or hydraulically.
  • the additional compressor preferably completely displaces the working gas in the direction of an outlet-side working chamber.
  • the after-compressor promotes the introduction of the working gas into an inlet-side working chamber by suction of the working gas, while the after-compressor communicates via the channel with the inlet-side working chamber.
  • the booster causes self-ignition of the working gas by compression.
  • the boost compressor comprises a reciprocating compressor with at least one reciprocating piston and at least one compression chamber, the reciprocating compressor preferably forming two compression chambers at opposite ends of a reciprocating piston, wherein the reciprocating piston preferably temporarily closes and temporarily opens at least one inlet-side and / or at least one outlet-side opening of the compression chamber.
  • the boost compressor comprises at least one cam for preferably moving at least one reciprocating piston of the reciprocating compressor, the cam preferably being mechanically coupled to the working rotary piston and / or coaxial with the working rotary piston, the cam preferably rotating at the same angular velocity as the working rotary piston ,
  • the secondary compressor is arranged at least partially radially inside and / or axially within the working rotary piston.
  • the booster forms at least in sections the ignition chamber.
  • the working gas is ignited within the booster.
  • Another aspect of the invention relates to a method for operating a rotary piston engine, in particular the rotary piston engine according to at least one of the preceding embodiments, comprising at least two working chambers formed by a housing, a working rotary piston rotating therein and at least one rotating auxiliary rotary piston.
  • a working gas via at least one channel from at least one of the working chambers is convertible into at least one other of the working chambers, the method comprising the following steps:
  • FIG. 1 shows a schematic side view of parts of a rotary piston engine according to a first variant of the first exemplary embodiment of the invention in a first operating phase.
  • Fig. 2 shows a schematic front view of parts of the rotary piston engine according to
  • Fig. 1 in the first phase of operation.
  • Fig. 3 shows a schematic side view of parts of the rotary piston engine according to
  • Fig. 1 in a second phase of operation.
  • FIG. 4 shows a schematic rear view of parts of the rotary piston engine according to FIG.
  • FIG. 5 shows a schematic exploded view of parts of the rotary piston engine according to FIG. 1.
  • FIG. 6 shows a schematic side view of parts of the rotary piston engine according to a second variant of the first exemplary embodiment of the invention in a first operating phase.
  • Fig. 7 shows a schematic front view of parts of the rotary piston engine according to
  • FIG. 8 shows a schematic side view of parts of the rotary piston engine according to FIG. 6 in a second operating phase.
  • FIG. 9 shows a schematic rear view of parts of the rotary piston engine according to FIG.
  • FIG. 10 shows an exploded perspective view of parts of the rotary piston engine according to a third variant of the first embodiment of the invention.
  • Fig. 1 1 shows a schematic side view of parts of the rotary piston engine according to
  • Fig. 10 in an operating phase.
  • Fig. 12 shows a schematic front view of parts of the rotary piston engine according to
  • Fig. 10 in an operating phase.
  • FIG. 13 shows a schematic rear view of parts of the rotary piston engine according to FIG. 13
  • Fig. 10 in an operating phase.
  • FIG. 14 a-l show various schematic views of parts of the rotary piston engine according to a third variant of the first embodiment of the invention in various phases of operation and working cycles of the rotary piston engine.
  • 15 a-c show various schematic views for explaining the adjustability of the gas passage portion relative to the housing of the rotary piston engine according to the third variant of the first embodiment of the invention.
  • Fig. 16 shows a perspective view of the rotary piston engine according to the third variant of the first embodiment of the invention, wherein the housing is shown in partial section.
  • 17a-d show various perspective views of parts of the rotary piston engine according to a first variant of the second embodiment of the invention, which is based on the first variant of the first embodiment.
  • Fig. 18 af show various views of parts of the rotary piston engine according to a second variant of the second embodiment of the invention, which is based on the second variant of the first embodiment.
  • 19 shows a perspective view of parts of the rotary piston engine according to a second variant of the third embodiment of the invention, which is based on the third variant of the first embodiment.
  • Fig. 20 a-j show various views of parts of the rotary piston engine according to a fourth variant of the second embodiment of the invention, which is based on the third variant of the first embodiment.
  • 21 a-e show various perspective views of parts of the rotary piston engine according to a fifth variant of the second embodiment of the invention, which is based on the third variant of the first embodiment.
  • FIGS. 22 a-b show various perspective views of parts of the rotary piston engine according to a sixth variant of the second exemplary embodiment of the invention, which is based on the fourth and fifth variants of the second exemplary embodiment.
  • Figures 23a-c show various schematic cross-sectional views through rotary piston engines with various types of gas passage means.
  • the first embodiment (Figs. 1 to 16) relates to a rotary piston engine with a running ignition chamber and the second embodiment (Fig. 17 to 22) relates to a rotary piston engine with a fixed ignition chamber.
  • the first embodiment (FIGS. 1 to 16) describes three variants, the first variant (FIGS. 1 to 5) comprising an auxiliary rotary piston and two working chambers, the second variant (FIGS. 6 to 9) comprising an auxiliary rotary piston and three working chambers, and the third variant ( Figures 10 to 16) comprises two auxiliary rotary pistons and four working chambers.
  • the second embodiment six variants are described.
  • the first two variants ( Figures 17 ad, 18 af) of the second embodiment are based essentially on the first two variants of the first embodiment and the third to sixth variants ( Figures 19-22) are substantially based on the third variant of the first embodiment.
  • the fourth (Fig. 20 aj) and the sixth variant (Fig. 22 ab) of the second embodiment provide that the working chambers are offset in the circumferential direction and in the radial direction and do not overlap.
  • the rotary piston engine comprises a secondary compressor with a compression chamber and in the sixth variant (FIG. 22 ab) a secondary compressor with two compression chambers. The features of each variant are interchangeable with each other.
  • the invention relates to a rotary piston engine, comprising at least two working chambers a / a * , which are formed by a housing 1, a working rotary piston 2 rotating therein and at least one rotating auxiliary rotary piston 3, wherein a working gas via at least one channel 4 from at least one of the working chambers a in at least one other of the working chambers a * can be transferred.
  • the primary function of the housing 1 is to receive the working rotary piston 2 and the at least one rotating auxiliary rotary piston 3 to form the working chambers a / a * for the compression and expansion of the working gas.
  • the working gas is compressed in at least one of the working chambers a, ignited and expanded in at least one other of the working chambers a * .
  • the expansion energy of the ignited working gas is used to drive the working rotary piston 2 on the principle of a turbine.
  • the drive power of the working rotary piston 2 can in particular be tapped on a working shaft 20 in order, for example, to drive a motor vehicle.
  • the housing 1 comprises at least one inlet 11 (see Fig. 14a-l) for introducing the working gas into at least one of the working chambers a / a * and at least one outlet 12 (see Fig. 14a-l) for the working gas derive from at least one of the working chambers a / a * .
  • the inlet 1 1 can serve as an outlet 12 at the same time.
  • the housing 1, the inlet 1 1 and the outlet 12 are not shown in a variety of figures. As can be seen, for example, in FIG.
  • the housing 1 is preferably designed such that it has a curvature 13 about the axis of the working rotary piston 2 and at least one curvature 14 about the axis in a plane perpendicular to the axis of the working rotary piston 2 on its outer side Has at least one axis of the auxiliary rotary piston 3 axis.
  • the curvature 13 about the axis of the working rotary piston 2 may comprise an arc length of about 120 °.
  • the curvature 14 about the axis of at least one of the auxiliary rotary pistons 3 has, for example, an arc length of at least 240 °. This design proves to be particularly compact.
  • cooling fins may be provided, which preferably have or define the above-described curvatures 13, 14 (see Fig. 20 i, j).
  • the housing 1 is preferably constructed mirror-symmetrically to a plane which is spanned by the axes of the working rotary piston 2 and the at least one auxiliary rotary piston 3, and is divided in this plane.
  • Two identical housing parts 15 are connectable in the plane of the axes of the working rotary piston 2 and the at least one auxiliary rotary piston 3 to cover the working rotary piston 2 and the at least one auxiliary rotary piston 3 on different sides of its circumference, so that the working shaft 20 of the working rotary piston 2 and the auxiliary shafts 30th the auxiliary rotary piston 3 are easily accessible and mountable.
  • the working rotary piston 2 and the at least one auxiliary rotary piston 3 are sealed from the housing 1 to form the working chambers a / a * .
  • the working rotary piston 2 comprises a substantially cylindrical jacket surface 21 with at least one pocket-shaped recess for forming at least one firing chamber 43.
  • the pocket-shaped recess is formed in that a radius of the circumferential surface 21 decreases abruptly in the direction of rotation of the working rotary piston 2 at the beginning of the recess and then increases again at a lower slope to the original value.
  • Two side parts 22, 23 of the working rotary piston 2 are spaced apart in the axial direction and connected by at least one separating section 24.
  • the one side part 22 is substantially circular, while the other side part 23 is substantially annular ,
  • a radially inner portion 2a of the working rotary piston 2 is connected to the one side portion 22 with a radially outer portion 2b of the working rotary piston 2 to at the other side portion 23 between the radially inner portion 2a and the radially outer portion 2b, an opening in the axial direction recording 25 for a relative to the housing 1 adjustably definable gas passage means 5 to form.
  • Radial outside the Receiving 25 and the lateral surface 21 extends a cylinder jacket section-shaped cover 26 between the side parts 22, 23 following a front end in the direction of rotation of the separator bar 24 to the compression chamber a in the radial direction on the inside at least partially limit.
  • the cover 26 extends over only a portion of the circumference of the working rotary piston 2 to clear an opening 45 that extends over at least a portion of the circumference of the working rotary piston 2 so that the channel 4 can communicate with the expansion chamber a * via the opening 45.
  • the gas passage device 5 (see Fig. 10) is formed substantially hollow cylindrical and adjustable on the housing 1 can be fixed and rotated by a control device and adjusting device in the circumferential direction relative to the housing 1.
  • the gas passage means 5 is sealingly in the receptacle 25 between the radially inner portion 2 a and the radially externa ßeren portion 2 b of the working rotary piston 2 used and coaxial with the working rotary piston 2 can be arranged to surround the lateral surface 21 of the working rotary piston 2 and between the lateral surface 21 and the Side parts 22, 23 to form an ignition chamber 43.
  • the ignition chamber 43 is formed substantially pocket-shaped axially within the working rotary piston 2 and rotates radially with the working rotary piston 2 within the gas passage device 5.
  • the auxiliary rotary piston 3 has a complementary geometry to the working rotary piston 2 for sealingly displacing the working rotary piston 2 and dividing a space between the working rotary piston 2 and the housing 1 into a working chamber a * of increasing volume and a working chamber a of decreasing volume.
  • the auxiliary rotary piston 3 cooperates with the working rotary piston 2 in such a sealing manner that a working gas from the working chamber a can be completely displaced with decreasing volume.
  • the separating section 24 of the working rotary piston 2 is sealingly receivable in a receiving section 32 of the auxiliary rotary piston 3, which is set back radially inwards relative to a substantially cylindrical or cylinder-shaped lateral surface 30 of the auxiliary rotary piston 3.
  • the auxiliary rotary piston 3 is preferably forcibly coupled via a gear transmission with the working rotary piston 2, so that the rotational speeds of the working rotary piston 2 and the auxiliary rotary piston 3 are matched to each other.
  • Other synchronization mechanisms eg toothed belt, king shaft, etc.
  • the synchronization mechanism is preferably arranged within the housing 1.
  • the duct 4 can transfer a working gas from at least one of the working chambers a into at least one other of the working chambers a * and is only in one direction of the working gas flowable, namely from a compression chamber a in an expansion chamber a * .
  • the channel 4 can be closed on the inlet side and outlet side in such a way that the channel 4 can communicate with only one of the working chambers a / a * at a time or a working gas can be temporarily enclosed in the channel 4.
  • the channel 4 can communicate with the compression chamber a on the inlet side only in a specific rotation angle range of the working rotary piston 2 and communicate with the expansion chamber a * on the outlet side only in a different rotational angle range of the working rotary piston 2.
  • the channel 4 can open on the inlet side anyway only to the compression chamber a and the outlet side can open only to the expansion chamber a * , so that the working gas flow only from the compression chamber a in the channel 4 can and from the channel 4 can flow out of the channel 4 only in the expansion chamber a * .
  • the channel 4 comprises different channel sections 41, 42, 43, 44, 45 of which at least two channel sections 41, 42 and 44, 45 are simultaneously aligned with each other to communicate with each other. In this case, some of the channel sections 41, 45 rotate while other channel sections 42, 44 are fixed relative to the housing 1.
  • the channel 4 is formed in sections in the side parts 22, 23 of the working rotary piston 2 and on the inlet side is substantially tangential to the circumference of the working rotary piston 2 from a rear end of the compression chamber a in the direction of rotation of the working rotary piston 2.
  • a first channel section 41 extends from the inlet-side orifice with a substantially convergent cross-section approximately helically with decreasing radius in the axial and radial directions into the side parts 22, 23.
  • the inlet-side mouth of the channel 4, which is formed by the first channel section 41, can be seen well in FIGS. 10 and 11.
  • An angle that describes an axis of the channel 4 to the tangent to the circumference of the working rotary piston 2 in the region of the inlet-side mouth is preferably not greater than 15 °, measured in or against the direction of rotation of the working rotary piston. 2
  • a second channel portion 42 which leads through the gas passage means 5, in an adjustable rotation angle range of the working rotary piston 2 on the one hand with the first channel portion 41 of the working rotary piston 2 and on the other hand with the ignition chamber 43, which forms a third channel portion 43, alignable to a working gas from the Condenser a to transfer into the ignition chamber 43.
  • the channel 4 leads through the second channel section 42 into the ignition chamber 43; this forms a third channel section and opens divergently to a front end of the expansion chamber a * , where the ignited working gas is expanded.
  • a fourth channel section 44 which also leads through the gas passage means 5, is alignable in another variable rotation angle range of the working rotary piston 2 on the one hand with the ignition chamber 43 and on the other hand with the opening 45 of the expansion chamber a * to the working gas from the ignition chamber 43 in the expansion chamber a * derive.
  • the rotation angle ranges can be individually and jointly adjustable and adjustable.
  • the opening 45 of the working rotary piston 2 forms the fifth channel section.
  • the channel sections 42, 44 are substantially slit-shaped and extend in the circumferential direction through a jacket surface 50 of the gas passage device 5.
  • the first and second channel sections 41, 42 and the fourth and fifth channel sections 44, 45 form two groups of channel sections 41, 42; 44, 45, which are spaced apart in the present case, at least in the circumferential direction from each other and thus can communicate with each other only in different rotational angle ranges of the working rotary piston 2.
  • the channel 4 opens essentially tangentially to the circumference of the working rotary piston 2 into the expansion chamber a * , so that as little energy as possible is lost by deflecting the working gas.
  • An angle which describes an axis of the channel 4 to the tangent to the circumference of the working rotary piston 2 in the region of the outlet-side mouth, is, for example, 15 °.
  • the channel 4 opens at the outlet end at a front end in the circumferential direction and in the radial direction from the inside into the expansion chamber a * to divert the expansion energy of the working gas almost without deflection in the direction of rotation of the working rotary piston 2.
  • a cross section of the channel 4 diverges on the outlet side, so that the working gas is further compressed in front of the ignition chamber 43 and can already expand after the ignition chamber.
  • the opening 45 which forms the outlet-side mouth of the channel 4, extends over the entire width or the entire axial length of the expansion chamber a * and is many times greater than the inlet-side mouth of the channel 4 to the working gas as quickly as possible and without To be able to derive energy loss into the expansion chamber a * .
  • the inlet-side mouth of the channel 4 and the outlet-side mouth of the channel 4 in the circumferential direction of the working rotary piston 2 do not overlap and are spaced apart by a rotation angle of at least 20 ° from each other, a backflow of the working gas from the expansion chamber a * in the compression chamber a always be prevented.
  • the working gas is ignited in the ignition chamber 43 by an igniter 6, which is fixed relative to the housing 1 and can communicate with the ignition chamber 43 via slot-shaped, closable openings, for example.
  • FIG. 1 now shows a schematic side view of parts of a rotary piston engine according to the first variant of the first exemplary embodiment of the invention in a first operating phase in order to explain the compression process and the filling of the ignition chamber 43.
  • the working rotary piston 2 rotates clockwise and the auxiliary rotary piston 3 counterclockwise.
  • the directions of rotation of the pistons are also indicated by arrows in the following figures.
  • the separating strip 24 is approximately in the 9 o'clock position in FIG. 1 and the auxiliary rotary piston 3 approximately in the 12 o'clock position.
  • the auxiliary rotary piston 3 divides a space between the housing 1 and the working rotary piston 2 into the compression chamber a, whose volume decreases upon rotation of the working rotary piston 2, and the expansion chamber a * , whose volume increases upon rotation of the working rotary piston 2.
  • the first channel section (41, see FIG. 2) communicates with the second channel section 42 and the ignition chamber 43, so that the working gas compressed in the compression chamber a is conducted via the channel 4 into the ignition chamber 43.
  • the illustrated rotational position of the channel 4 is on the outlet side or to the side of the expansion chamber a * covered and thus closed, so that the compressed working gas can not escape from the ignition chamber 43.
  • FIG. 2 shows a schematic front view of parts of the rotary piston engine according to FIG. 1 in the first operating phase.
  • the arrows illustrate the flow of the compressed working gas from the compression chamber a into the ignition chamber 43.
  • FIG. 3 shows a schematic side view of parts of the rotary piston engine according to FIG. 1 in a second operating phase in order to explain the expansion process and the emptying of the ignition chamber 43.
  • the ignition chamber 43 communicates with the fourth channel section 44 and the opening 45 (see Fig. 4), so that the working gas ignited in the ignition chamber 43 is discharged via the channel 4 into the expansion chamber a * .
  • the illustrated rotational position of the channel 4 is on the inlet side or to the side of the compression chamber a covered and thus closed, so that the ignited working gas can not escape into the compression chamber a.
  • FIG. 4 shows a schematic rear view of parts of the rotary piston engine according to FIG. 1 in the second operating phase.
  • the arrows illustrate the flow of the compressed working gas from the ignition chamber 43 into the expansion chamber a * .
  • 5 shows a schematic exploded view of parts of the rotary piston engine according to FIG. 1.
  • FIG. 6 shows a schematic side view of parts of the rotary piston engine according to a second variant of the first exemplary embodiment of the invention in a first operating phase in order to explain the compression process and the filling of the ignition chamber 43.
  • the working rotary piston 2 in this second variant comprises two separating strips 24 and the auxiliary rotary piston 3 has two receiving portions 32.
  • the cover 26 extends over half the circumference of the working rotary piston 2 between two separating strips 24, in the axial direction between the cover 26 and each of the two side parts 22, 23, a slot-shaped opening 41 extends over half the circumference of the working rotary piston 2.
  • the slot-shaped openings 41 together form the first channel section 41.
  • the opening 45 which forms the fifth passage section 45, extends over the other half circumference of the working rotary piston 2 over the entire axial length of the working rotary piston 2 between the side parts 22, 23, but without overlapping the openings 41 in the axial direction.
  • the inner sides of the side parts 22, 23 have a smaller axial distance than in the other half of the circumference.
  • the working rotary piston 2 and the auxiliary rotary piston 3 are thereby constructed asymmetrically and have an eccentric center of gravity. If necessary, the center of gravity can be aligned again by means of balancing bores on the axis of the working rotary piston 2, whereby at the same time a weight reduction can be achieved.
  • the second passage section 42 and the fourth passage section 44 are formed in the gas passage section 5, as in the first variant, to communicate with the first passage section 41 in an adjustable rotation angle range and with the fifth passage section 45 in another variable rotation angle range to be able to communicate.
  • the auxiliary rotary piston 3 also has a complementary geometry in this variant, in order to move in a sealing manner against the working rotary piston 2. In the selected view, the working rotary piston 2 again rotates clockwise and the auxiliary rotary piston 3 counterclockwise. Relative to an axis of the working rotary piston 2, the separating sections 24 in FIG. 6 are approximately in the 9 o'clock position and 15 o'clock position and the auxiliary rotary piston 3 approximately in the 12 o'clock position.
  • the auxiliary rotary piston 3 divides a space between the housing 1 and the working rotary piston 2 in the compression chamber a and the expansion chamber a * , wherein between the separating portions 24 on the side facing away from the auxiliary rotary piston 3 side of the working rotary piston 2, a further working chamber b is formed.
  • the first channel section (41, see Fig. 7) communicates with the second channel section 42 and the firing chamber 43, so that the compressed in the compression chamber a working gas is passed via the channel 4 in the ignition chamber 43.
  • the illustrated rotational position of the channel 4 is on the outlet side or to the side of the expansion chamber a * covered and closed, so that the compressed working gas can not escape from the ignition chamber 43.
  • FIG. 7 shows a schematic front view of parts of the rotary piston engine according to FIG. 6 in the first operating phase.
  • FIG. 8 shows a schematic side view of parts of the rotary piston engine according to FIG. 6 in a second operating phase in order to explain the expansion process and the emptying of the ignition chamber 43.
  • the ignition chamber 43 communicates with the fourth channel section 44 and the opening 45 (see Fig. 9), so that the working gas ignited in the ignition chamber 43 is discharged via the channel 4 into the expansion chamber a * .
  • the illustrated rotational position of the channel 4 is on the inlet side or to the side of the compression chamber a covered and thus closed, so that the ignited working gas can not escape into the compression chamber a.
  • FIG. 9 shows a schematic rear view of parts of the rotary piston engine according to FIG. 6 in the second operating phase.
  • FIG. 10 shows an exploded perspective view of parts of the rotary piston engine 1 according to a third variant of the first embodiment of the invention.
  • the working rotary piston 2 in this third variant comprises two separating strips 24.
  • two auxiliary rotary pistons 3 each having a receiving section 32 are provided.
  • Both auxiliary rotary pistons 3 each have a complementary geometry to move sealingly on the working rotary piston 2, and are for example.
  • Gear transmission (not shown) forcibly coupled to the working rotary piston 2, wherein the axes of the working rotary piston 2 and the auxiliary rotary piston 3 lie in a plane.
  • the working rotary piston 2 has two pocket-shaped recesses for forming two identical ignition chambers 43, which are offset in the circumferential direction by 180 °.
  • the rotary piston engine according to a third variant comprises two separate channels 4, to each one of the compression chambers a, b communicate with each one of the expansion chambers a * , b * .
  • the channel sections 41, 43, 45 formed in the working rotary piston 2 are substantially doubled in relation to the first variant and are arranged offset by 180 ° relative to one another.
  • the opening 45 which forms the fifth channel section 45, extends over the entire axial length of the working rotation. onskolbens 2 between the side parts 22, 23 and between each two separating portions 24, without overlapping the openings 41 in the axial direction. Deviating from the second variant, the inner sides of the side parts 22, 23 in both peripheral halves of the working rotary piston 2 at the same distance.
  • the openings 41 are formed in the side parts 22, 23 similar to the first variant and form the first channel section 41.
  • the second passage section 42 and the fourth passage section 44 are formed in the gas passage section 5 so as to communicate with the first passage section 41 of each passage 4 in an adjustable rotation angle range, and in a different adjustable rotation angle range with the other Fifth channel portion 45 of each channel 4 to communicate.
  • the gas passage section 5 is designed in such a way that the working gas is transferred only once from one working chamber into another working chamber during one revolution of the working rotary piston 2 so that a total of four different work cycles are performed during one revolution of the working rotary piston 2, the four working chambers a / a * , b / b * each form a suction chamber b * , a compression chamber a, an expansion chamber a * and an ejection chamber b.
  • Fig. 1 1 shows a schematic side view of parts of the rotary piston engine of FIG.
  • the working fluid piston 2 rotates clockwise and the auxiliary rotary pistons 3 counterclockwise. Relative to an axis of the working rotary piston 2, the separating sections 24 are located in FIG.
  • the auxiliary rotary pistons 3 divide the two spaces between the housing 1 and the working rotary piston 2 in two chambers a / a * , b / b * .
  • the first passage portion (41, see Fig. 7) of the one passage 4 communicates with the second passage portion 42 and the ignition chamber 43 of the same passage 4, so that the in the compression chamber a compressed working gas is passed via the channel 4 into the ignition chamber 43.
  • this channel 4 In the illustrated rotational position of this channel 4 is on the outlet side or to the side of the expansion chamber b * covered and closed, so that the compressed working gas can not escape from the ignition chamber 43.
  • the other ignition chamber 43 of the other channel 4 On the 15 o'clock side of the working rotary piston 2 (see Fig. 13), the other ignition chamber 43 of the other channel 4 simultaneously communicates with the fourth channel portion 44 and the opening 45 of the other channel 4, so that the working gas ignited in the ignition chamber 43 via the channel 4 into the expansion chamber a * is derived.
  • the illustrated rotational position of the other channel 4 In the illustrated rotational position of the other channel 4 is on the inlet side or to the side of the compression chamber b covered and thus closed, so that the ignited working gas can not escape into the compression chamber b.
  • Fig. 14 a-l show schematic views of parts of the rotary piston engine according to a third variant of the first embodiment of the invention in different phases of operation of the rotary piston engine to explain the working cycles of the rotary piston engine in more detail.
  • Fig. 14 a shows how the working gas is introduced via the inlet 1 1 in the suction chamber b * , wherein the suction chamber b * in the further rotation of the working rotary piston 2 fills (see Fig. 14 bc).
  • the working gas is represented by the hatched area.
  • the separating section 24A passes through the receiving section 32 of the auxiliary rotary piston 3, and the working chamber containing the working gas a * now reduces in volume and is referred to as the compression chamber a * .
  • the working gas in the compression chamber a * is increasingly compressed, and as soon as the separating section 24B reaches a first predetermined rotational angle position a1 (see Fig. 14d), via the channel 4 opening on the inlet side in the above-described Way transferred to the ignition 43. As soon as the separating section 24 B reaches a second predetermined rotational angle position a 2 (cf., FIG. 14 f), the channel 4 closes on the inlet side and blocks the working gas in the ignition chamber 43.
  • the duct 4 opens on the outlet side to discharge the ignited and expanding working gas substantially tangentially to the periphery of the working rotary piston 2 into the expansion chamber a * .
  • the expansion energy of the expanding working gas drives the separating section 24 B and thus the working rotary piston 2 in the direction of rotation.
  • the separating section 24 B passes through the receiving section 32 of the second auxiliary rotary piston 3.
  • the working gas is forced out of the discharge chamber b (see Fig. 14 (j)). Thereafter, the cycle may begin anew from the state of FIG. 14 a.
  • FIG. 15 ac show various schematic views for explaining the adjustability of the gas passage portion 5 relative to the housing 1 of the rotary piston engine according to the third variant of the first embodiment of the invention.
  • FIG. 15 a shows a schematic side view of the rotary piston engine from FIGS. 14 a, wherein it is indicated that by rotation of the gas passage section 5 relative to the housing 1 of the rotary piston engine about the axis of the working rotary piston 2, the rotational angle range ⁇ 1 - ⁇ 2, in which the channel 4 inlet side with the compression chamber a can communicate, and the rotation angle range ⁇ 3- ⁇ 4, in which the channel 4 can communicate with the expansion chamber a * on the outlet side, are jointly adjustable.
  • the rotational angles ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, a4 can be adjusted by rotation of the gas passage section 5 relative to the housing 1 in and against the direction of rotation of the working rotary piston 2 by an angle ⁇ between first extreme values ⁇ 1 1, ⁇ 21, ⁇ 31, ⁇ 41 and second extreme values ⁇ 12, ⁇ 22, ⁇ 32, a42 are adjusted.
  • FIGS. 15 bc rotation of the gas passage section 5 relative to the housing 1 in the direction of rotation of the working rotary piston 2 shifts, inter alia, the second passage section 44 from a first position (FIG. 15 b) through an angle .DELTA..alpha
  • Direction of rotation of the working rotary piston 2 in a second position Fig.
  • the channel 4 opens later on the outlet side and later discharges the ignited working gas into the expansion chamber a * .
  • the efficiency of the rotary piston engine can be optimized in different load cases or speed ranges.
  • the significant difference of the second embodiment compared to the first embodiment is essentially that the ignition chamber 43 is fixed relative to the housing 1 and the working rotary piston 2 rotates about the ignition chamber 43.
  • the working rotary piston 2 is designed substantially as a hollow cylinder, wherein the compressed working gas for ignition by the working rotary piston 2 radially inwardly through the working Rotary piston 2 is passed into the ignition chamber 43.
  • the ignition chamber 43 is formed in the opposite to the housing 1 adjustably defined gas passage means 5.
  • FIG. 17a-d show various perspective views of parts of the rotary piston engine according to a first variant of the second embodiment of the invention, which is based on the first variant of the first embodiment.
  • the mode of operation of this variant is essentially identical to the mode of operation of the first variant of the first exemplary embodiment, with the exception that the ignition chamber 43 is fixed to the housing 1.
  • a path through the channel 4 between an inlet-side mouth and an outlet-side mouth of the channel 4 is shorter than an arc length about the axis of the working rotary piston 2 between the inlet-side and the outlet-side mouth of the channel 4, so that the channel 4 shortens a path of the working gas.
  • Figs. 18a-f show various views of parts of the rotary piston engine according to a second variant of the second embodiment of the invention, which is based on the second variant of the first embodiment.
  • the working chambers have different cross-sectional shapes, wherein the working chamber forms the compression chamber with the larger cross-sectional shape.
  • the working rotary piston 2 is in principle identical to the second embodiment of the first embodiment and rotates about the gas passage means 5.
  • the channel 4 on the inlet side via the first channel portion 41 and the second channel portion 42 with the compression chamber communicate.
  • the second channel portion 42 is not formed slot-shaped, but substantially comprises two circular openings extending from a lateral surface 50 in the gas passage means 5.
  • FIG. 18 b it can be seen how the channel 4 can communicate on the outlet side via the fourth channel portion 44 and the fifth channel portion 45 with the expansion chamber.
  • the shape of the fourth channel portion 44 differs slightly from the second variant of the first embodiment.
  • the compression process and the expansion process are carried out analogously to the first embodiment.
  • FIGS. 18 cf correspond in their representations substantially to FIGS. 6-9.
  • the rotary piston engine comprises a working tion piston 2 and two auxiliary rotary piston 3, each with two receiving portions 32.
  • the basic operating principle is identical to the first embodiment.
  • Fig. 20 aj show various views of parts of the rotary piston engine according to a fourth variant of the second embodiment of the invention, which is based on the third variant of the first embodiment.
  • parts of the rotary piston engine are shown in an explosion, so that the structure and interaction of these parts are particularly clearly visible.
  • the special feature of this variant is that the working chambers in the axial direction of the working rotary piston 2 are spaced apart from each other and do not overlap in the circumferential direction of the working rotary piston 2.
  • the working chambers are slightly offset in the radial direction, so that the working gas can be guided in the axial direction from the compression chamber into the inlet-side mouth of the channel 4.
  • the auxiliary rotary pistons 3 have corresponding complementary geometries in order to move in a sealing manner on the working rotary piston 2.
  • the receiving portions 32 extend over at least half the circumferential length of the auxiliary rotary piston 3.
  • Fig. 20 b shows the parts of Fig. 20 a in the mounted state.
  • Fig. 20c schematically illustrates the principle of the introduction of the working gas from the compression chamber into the channel 4 in the axial direction via the inlet-side mouth.
  • Fig. 20 dj show various perspective views of parts of this rotary piston engine.
  • the gas passage means 5 comprises according to this variant two mutually in the circumferential direction of the working rotary piston 2 against each other rotatable gas passage portions 51, 52, each at least a portion 42, 44 of the channel 4 include.
  • the sections 42, 44 of the channel 4 communicate with each other via the ignition chamber 43, while the gas passage sections 51, 52 can be adjusted.
  • an angular position of the working rotary piston 2 relative to the housing 1, in which the channel 4 can communicate with the inlet-side working chamber can be changed.
  • the first gas passage portion 51 is formed substantially as a hollow cylinder and includes the third passage portion (ignition chamber) 43 and the fourth passage portion 44, wherein the third passage portion (ignition chamber) opens on the inlet side in the axial direction to the compression chamber side.
  • the second gas passage portion 52 is formed substantially as a circular disc-shaped body and includes the second channel portion 42, which is formed as a substantially arcuate incision at the peripheral edge of the circular disk-shaped body.
  • the second gas passage portion 52 is opposite to the first gas passage portion 51 in FIG Circumferential direction of the working rotary piston 2 rotatable so that the respective channel sections 42, 43, 44 can always communicate, as illustrated in FIG 20 eg.
  • FIG. 20h now shows a perspective view of a mirror-symmetrical arrangement of two subassemblies according to this third variant, wherein the working rotary pistons 2 and in each case two auxiliary rotary pistons 3 preferably sit on common shafts 20, 30, and are set up so that the subassemblies have different power strokes at the same time To run.
  • Fig. 20 ij show various perspective views of parts of this rotary piston engine 1 with partially opened housing. 1 Good to see the dividing plane 15 and the bends 13, 14 of the housing 1 and rib-shaped structures on the outer wall of the housing 1, which contribute to the cooling of the rotary piston engine 1.
  • each of the two assemblies each comprising a working rotary piston 2 and two auxiliary rotary piston 3 and a gas passage means 5
  • two symmetrical housing parts in the parting plane 15 can be connected by fastening means.
  • the gas passage means 5 are in turn rotatable relative to the housing 1. This results in various settings.
  • Fig. 21 ae show various perspective views of parts of the rotary piston engine according to a fifth variant of the second embodiment of the invention, which is based on the third variant of the first embodiment.
  • the peculiarity of this variant lies essentially in the fact that the rotary piston engine has a secondary compressor 7 in order to recompress a working gas mechanically and / or pneumatically and / or hydraulically after leaving the compression chamber a and before it is introduced into the expansion chamber a * .
  • the booster compressor 7 includes, for example, a reciprocating compressor with a compression chamber 70 at one end of a reciprocating piston 71, which is driven by a cam 72 on the working shaft 20 to perform a translational movement, wherein the cam 72 at the same angular velocity as the working rotary piston. 2 rotates.
  • the after-compressor 7 is formed radially and axially within the gas passage means 5 and compresses the working gas directly within the compression chamber 70.
  • the channel 4 passes the working gas exclusively through the booster 7, so that the entire working gas between the compression chamber a and the expansion chamber a * is additionally compressed in the booster.
  • the recompressed working gas is possibly still in the channel 4, for example.
  • the channel 4 can on the inlet side and outlet side, as described in the first embodiment, communicate with the compression chamber a and with the expansion chamber a * .
  • the advantages of the rotary piston principle and the reciprocating principle are ideally combined with one another, because the working gas in the Recuperator can be extremely compressed, the expansion energy of the working gas but directly in the rotational movement of the working rotary piston 2 is implemented.
  • a further peculiarity of this variant lies essentially in that the working rotary piston 2 comprises sealing strips 27, which are preferably biased outwards by a spring in the radial direction in order to seal each separating section 24 of the working rotary piston 2 with respect to the auxiliary rotary pistons 3, the seal 27 is positively secured to the working rotary piston 2.
  • FIGS. 22 a-b show various perspective views of parts of the rotary piston engine according to a sixth variant of the second exemplary embodiment of the invention, which is based on the fourth and fifth variants of the second exemplary embodiment.
  • the after-compressor 7 comprises a reciprocating compressor with two compression chambers 70 at opposite ends of the reciprocating piston 71, which is driven by the cam 72 on the working shaft 20 to perform a translational movement.
  • a working gas which is guided via different channels 4 in the compression chamber 70, compressed in one of the compression chambers 70, wherein the compression in the booster is tuned to the working cycles of the rotary piston engine.
  • the reciprocating piston 71 is at top dead center and in Fig. 21 b at bottom dead center.
  • Fig. 23 ac finally show various schematic sectional views of rotary piston engines with different versions of gas passage means 5, wherein the gas passage means 5 is fixed in Fig. 23 a from the inside of the housing 1, in Fig. 23 b is fixed from the outside to the housing 1 and in Fig 23 c forms part of the housing 1.
  • the rotary piston engine according to the invention offers the following advantages:

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotationskolbenmotor, umfassend mindestens zwei Arbeitskammern, die durch ein Gehäuse, einen darin rotierenden Arbeitsrotationskolben und wenigstens einen rotierenden Hilfsrotationskolben gebildet werden. Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zum Betrieb dieses Rotationskolbenmotors. Um unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse und Zündzeitpunkte zu ermöglichen sowie um die Drehbarkeit und Dichtheit der Rotationskolben auch bei Dauerbetrieb des gattungsgemäßen Rotationskolbenmotors zu erhöhen, umfasst der erfindungsgemäße Rotationskolbenmotor mindestens zwei Arbeitskammern, die durch ein Gehäuse, einen darin rotierenden Arbeitsrotationskolben und wenigstens einen rotierenden Hilfsrotationskolben gebildet werden, wobei ein Arbeitsgas über wenigstens einen Kanal aus wenigstens einer der Arbeitskammern in wenigstens eine andere der Arbeitskammern überführbar ist.

Description

Rotationskolbenmotor, insbesondere mit zündkammerumlaufenden Rotationskolben
Die Erfindung betrifft einen Rotationskolbenmotor, umfassend mindestens zwei Arbeitskammern, die durch ein Gehäuse, einen darin rotierenden Arbeitsrotationskolben und wenigstens einen rotierenden Hilfsrotationskolben gebildet werden. Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zum Betrieb dieses Rotationskolbenmotors.
Ein Rotationskolbenmotor dieser Bauart ist aus der DE 39 06 081 A1 bekannt. Bei diesem Rotationskolbenmotor wird ein Arbeitsgas durch den rotierenden Arbeitsrotationskolben in eine der Arbeitskammern eingeleitet und innerhalb dieser Arbeitskammer verdichtet, gezündet und expandiert, bevor das verbrannte Arbeitsgas wiederum durch den Arbeitsrotationskolben abgeleitet wird.
Es hat sich herausgestellt, dass z.B. in unterschiedlichen Drehzahlbereichen des Rotationskolbenmotors unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse und Zündzeitpunkte wünschenswert sein können, was bei dem bekannten Rotationskolbenmotor aufgrund der starren Kopplung der Verdichtung, Expansion und Zündung an die Drehbewegung der Arbeits- und Hilfsrotationskolben nicht bewerkstelligbar ist. Ferner kann die Drehbarkeit und Dichtheit der Rotationskolben bei Dauerbetrieb durch Verbrennungsrückstände in den Arbeitskammern beeinträchtigt werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Rotationskolbenmotor und ein Verfahren zu dessen Betrieb dahingehend zu verbessern, um unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse und Zündzeitpunkte zu ermöglichen und die Drehbarkeit und Dichtheit der Rotationskolben auch bei Dauerbetrieb des Rotationskolbenmotors zu erhöhen.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch den Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1 , umfassend mindestens zwei Arbeitskammern, die durch ein Gehäuse, einen darin rotierenden Arbeitsrotationskolben und wenigstens einen rotierenden Hilfsrotationskolben gebildet werden, wobei ein Arbeitsgas über wenigstens einen Kanal aus wenigstens einer der Arbeitskammern in wenigstens eine andere der Arbeitskammern überführbar ist. Dadurch können insbesondere der Zündzeitpunkt und die Verdichtungsverhältnisse wesentlich besser gesteuert werden, als dies bei einem herkömmlichen Rotationskolbenmotor der Fall ist. Ferner können die Drehbarkeit und Dichtheit der Rotationskolben auch bei Dauerbetrieb des Rotationskolbenmotors verbessert werden, weil die Zündung des Arbeitsgases außerhalb der Arbeitskammern bewerkstelligt werden kann, so dass weniger Verbrennungsrückstände in den Arbeitskammern zu erwarten sind. Im Ergebnis lässt sich durch den erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotor ein höherer Wirkungsgrad erzielen. Der erfindungsgemäße Rotationskolbenmotor kann mit allen gängigen Kraftstoffen, insbesondere mit Benzin, Diesel oder Wasserstoff betrieben werden und eignet sich insbesondere zum Betrieb von Fahrzeugen aller Art, vor allem für Luft-, Wasser- und Bodenfahrzeuge, sowie für Generatoren, Kompressoren, Blockheizkraftwerke oder Werkzeugmaschinen. Ein Luft- Kraftstoff-Gemisch sowie daraus resultierende Verbrennungsprodukte werden üblicherweise als Arbeitsgas bezeichnet.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche.
Es kann von Vorteil sein, wenn das Gehäuse zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt:
- Das Gehäuse umfasst wenigstens einen Einlass, um ein Arbeitsgas in wenigstens eine der Arbeitskammern einzubringen.
- Das Gehäuse umfasst wenigstens einen Auslass, um ein Arbeitsgas aus wenigstens einer der Arbeitskammern abzuleiten.
Das Gehäuse ist derart ausgebildet, dass es in einer Ebene senkrecht zur Achse des Ar- beitsrotationskolbens an der Außenseite eine Krümmung um die Achse des Arbeitsrota- tionskolbens und/oder eine Krümmung um die Achse wenigstens eines der Hilfsrotati- onskolben aufweist, wobei die Krümmung vorzugsweise eine Bogenlänge von wenigstens 45°, bevorzugt wenigstens 90°, besonders bevorzugt wenigstens 120° aufweist.
- Das Gehäuse ist zumindest abschnittsweise spiegelsymmetrisch aufgebaut, vorzugsweise spiegelsymmetrisch zu einer Ebene, die durch die Achsen des Arbeitsrotationskol- bens und des wenigstens einen Hilfsrotationskolbens aufgespannt wird.
Das Gehäuse umfasst mindestens zwei Teile, vorzugsweise mindestens zwei im Wesentlichen spiegelsymmetrische Teile, bevorzugt mindestens zwei identische Teile, um den Arbeitsrotationskolben und den wenigstens einen Hilfsrotationskolben an unterschiedlichen Seiten ihres Umfangs abzudecken.
Das Gehäuse ist im Wesentlichen in einer Ebene, die durch die Achsen des Arbeitsrota- tionskolbens und des wenigstens einen Hilfsrotationskolbens aufgespannt wird, oder in einer dazu parallelen Ebene, geteilt.
Das Gehäuse umgibt einen Synchronisationsmechanismus zur Synchronisation des Ar- beitsrotationskolbens und des wenigstens einen Hilfsrotationskolbens. Ein Rotationskolbenmotor nach wenigstens einer dieser Bauarten ist kompakt aufgebaut und leicht zu montieren. Im Falle eines Defekts oder Umbaus können einzelne Bauteile des Rotationskolbenmotors, insbesondere der Arbeitsrotationskolben und der Hilfsrotationskolben, leicht ausgetauscht werden.
Es kann sich als hilfreich erweisen, wenn der Arbeitsrotationskolben zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt:
Der Arbeitsrotationskolben begrenzt wenigstens eine der Arbeitskammern in axialer Richtung zumindest einseitig, vorzugsweise beidseitig.
Der Arbeitsrotationskolben begrenzt wenigstens eine der Arbeitskammern in Umfangs- richtung zumindest einseitig, vorzugsweise beidseitig.
Der Arbeitsrotationskolben begrenzt wenigstens eine der Arbeitskammern in radialer Richtung zumindest einseitig, vorzugsweise radial innenseitig.
Der Arbeitsrotationskolben ist breiter als wenigstens einer der Hilfsrotationskolben.
Der Arbeitsrotationskolben übergreift wenigstens einen der Hilfsrotationskolben in axialer Richtung zumindest einseitig, vorzugsweise beidseitig.
Der Arbeitsrotationskolben ist im Wesentlichen als Hohlzylinder ausgebildet.
- Das verdichtete Arbeitsgas wird zur Zündung durch den Arbeitsrotationskolben geleitet, vorzugsweise axial und/oder radial, bevorzugt radial nach innen durch den Arbeitsrotationskolben geleitet.
Der Arbeitsrotationskolben umfasst eine im Wesentlichen zylindrische Mantelfläche mit wenigstens einer taschenförmigen Vertiefung zur Bildung wenigstens eines Kanalabschnitts und/oder wenigstens einer Zündkammer, wobei sich vorzugsweise ein Radius der Mantelfläche in Umlaufrichtung des Arbeitsrotationskolbens zu Beginn der Vertiefung sprunghaft verringert und anschließend wieder mit geringerer Steigung auf den ursprünglichen Wert ansteigt.
Der Arbeitsrotationskolben umfasst zwei Seitenteile, die in axialer Richtung voneinander beabstandet sind und im Zwischenraum wenigstens eine der Arbeitskammern definieren, wobei wenigstens eines der Seitenteile vorzugsweise zumindest abschnittsweise im Wesentlichen kreisförmig oder ringförmig ausgebildet ist. Der Arbeitsrotationskolben umfasst wenigstens einen Trennabschnitt, um wenigstens zwei der Arbeitskammern voneinander zu trennen, wobei sich der Trennabschnitt vorzugsweise in axialer und/oder in radialer Richtung des Arbeitsrotationskolbens erstreckt, um bevorzugt zwei Seitenteile des Arbeitsrotationskolbens zu verbinden.
Der Arbeitsrotationskolben umfasst wenigstens eine Aufnahme für wenigstens eine Gasdurchgangseinrichtung.
Der Arbeitsrotationskolben umfasst einen radial inneren Abschnitt und einen radial äu ßeren Abschnitt, die an einem Seitenteil des Arbeitsrotationskolbens miteinander verbunden sind, wobei an einem anderen Seitenteil des Arbeitsrotationskolbens zwischen dem radial inneren Abschnitt und dem radial äußeren Abschnitt eine sich in axialer Richtung öffnende Aufnahme für eine Gasdurchgangseinrichtung vorgesehen ist.
Der Arbeitsrotationskolben bildet oder umfasst wenigstens einen Abschnitt des Kanals, der mit wenigstens einem anderen Abschnitt des Kanals, vorzugsweise einem gegenüber dem Gehäuse festgelegten Abschnitt des Kanals, derart ausrichtbar ist, dass die Kanalabschnitte kommunizieren können, wobei der Abschnitt des Kanals bevorzugt zumindest abschnittsweise durch eine Mantelfläche und/oder durch ein Seitenteil des Arbeitsrotationskolbens gebildet wird.
Der Arbeitsrotationskolben bildet oder umfasst wenigstens einen Abschnitt des Kanals, der den Arbeitsrotationskolben durchdringt, vorzugsweise in radialer Richtung durchdringt, wobei ein Abschnitt des Kanals bevorzugt schlitzförmig ausgebildet ist und sich in Umfangsrichtung des Arbeitsrotationskolbens erstreckt, wobei bevorzugt wenigstens zwei identische Kanalabschnitte in axialer Richtung des Arbeitsrotationskolbens nebeneinander angeordnet sind.
Der Arbeitsrotationskolben umfasst eine zylindermantelabschnittsförmige Abdeckung, vorzugsweise im Anschluss an ein in Drehrichtung vorderes Ende einer Trennleiste, um wenigstens eine der Arbeitskammern in radialer Richtung innenseitig zumindest abschnittsweise zu begrenzen, wobei die Abdeckung vorzugsweise nur über einen Teil des Umfangs des Arbeitsrotationskolbens verläuft, um eine Öffnung freizuhalten, die sich über wenigstens einen Teil des Umfangs des Arbeitsrotationskolbens erstreckt, so dass der Kanal über die Öffnung mit wenigstens einer der Arbeitskammern, bevorzugt wenigstens einer anderen der Arbeitskammern, kommunizieren kann. - Der Arbeitsrotationskolben ist unsymmetrisch aufgebaut.
Der Arbeitsrotationskolben umfasst Elemente zur Versteifung und/oder Elemente zur Kontrolle der Wärmeausdehnung und/oder Elemente zur Wuchtung, vorzugsweise Rippen und/oder Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungseigenschaften und/oder Materialausnehmungen, insbesondere Wuchtungsbohrungen.
Der Arbeitsrotationskolben weist einen exzentrischen Schwerpunkt auf.
- Der Arbeitsrotationskolben ist gegenüber dem Gehäuse abgedichtet.
Der Arbeitsrotationskolben umfasst wenigstens eine Dichtung, insbesondere eine Dichtleiste, die vorzugsweise durch eine Feder in radialer Richtung nach au ßen vorgespannt ist, um einen Trennabschnitt des Arbeitsrotationskolbens gegenüber dem wenigstens einen Hilfsrotationskolben abzudichten, wobei die Dichtung bevorzugt formschlüssig an dem Arbeitsrotationskolben gesichert ist.
Ein Rotationskolbenmotor nach wenigstens einer dieser Bauarten kann gegenüber einem herkömmlichen Rotationskolbenmotor diverse Vorteile bieten, insbesondere wenn die Arbeitskammer seitlich durch den Arbeitsrotationskolben begrenzt ist. Dadurch entstehen geringere Scherkräfte zwischen dem Arbeitsgas und dem Gehäuse, weil die Kontaktfläche des Arbeitsgases zum Gehäuse minimiert wird.
Es kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn wenigstens einer der rotierenden Hilfsrotationskolben zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt:
Der Hilfsrotationskolben ist im Gehäuse angeordnet.
Der Hilfsrotationskolben umfasst eine Komplementärgeometrie zum Arbeitsrotationskolben.
Der Hilfsrotationskolben wälzt dichtend am Arbeitsrotationskolben ab.
Der Hilfsrotationskolben teilt einen Raum zwischen dem Arbeitsrotationskolben und dem Gehäuse in eine Arbeitskammer mit zunehmendem Volumen und eine Arbeitskammer mit abnehmendem Volumen. Der Hilfsrotationskolben wirkt mit dem Arbeitsrotationskolben derart zusammen, dass der Hilfsrotationskolben ein Arbeitsgas aus wenigstens einer der Arbeitskammern vorzugsweise vollständig verdrängt.
Der Hilfsrotationskolben umfasst wenigstens einen Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme eines Trennabschnitts des Arbeitsrotationskolbens.
Der Hilfsrotationskolben ist mit dem Arbeitsrotationskolben zwangsgekoppelt, vorzugsweise über ein Getriebe, bevorzugt über ein Zahnradgetriebe.
Der Hilfsrotationskolben ist unsymmetrisch aufgebaut.
Der Hilfsrotationskolben umfasst Elemente zur Versteifung und/oder Elemente zur Kontrolle der Wärmeausdehnung und/oder Elemente zur Wuchtung, vorzugsweise Rippen und/oder Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungseigenschaften und/oder Materialausnehmungen, insbesondere Wuchtungsbohrungen.
Der Hilfsrotationskolben weist einen exzentrischen Schwerpunkt auf.
Der Hilfsrotationskolben ist gegenüber dem Gehäuse abgedichtet.
Der Hilfsrotationskolben dreht sich mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit als der Arbeitsrotationskolben.
Die Achsen der Hilfsrotationskolben und die Achse des Arbeitsrotationskolbens liegen in einer Ebene.
Ein Rotationskolbenmotor nach wenigstens einer dieser Bauarten erleichtert das Befüllen und Entleeren der Arbeitskammern in unterschiedlichen Betriebsphasen des Rotationskolbenmotors.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung betrifft einen Rotationskolbenmotor, wobei der Kanal zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt:
Der Kanal ist verschließbar.
Der Kanal ist nur in einer Richtung von dem Arbeitsgas durchfließbar.
Der Kanal ist im Wesentlichen gasdicht ausgebildet, so dass das Arbeitsgas im Wesentlichen ohne Druckverlust zwischen einer einlassseitigen und einer auslassseitigen Mündung des Kanals geführt wird. Der Kanal kann einlassseitig und/oder auslassseitig nur in einem Drehwinkelbereich des Arbeitsrotationskolbens, vorzugsweise in einem verstellbaren Drehwinkelbereich des Ar- beitsrotationskolbens, mit wenigstens einer der Arbeitskammern kommunizieren, wobei bevorzugt der Drehwinkelbereich des Arbeitsrotationskolbens, in welchem der Kanal einlassseitig mit wenigstens einer der Arbeitskammern kommuniziert, unterschiedlich ist von einem Drehwinkelbereich des Arbeitsrotationskolbens, in welchem der Kanal auslassseitig mit wenigstens einer anderen der Arbeitskammern kommuniziert.
Der Kanal kann sich einlassseitig nur zu wenigstens einer der Arbeitskammern öffnen und auslassseitig nur zu wenigstens einer anderen der Arbeitskammern öffnen, so dass ein Arbeitsgas nur aus wenigstens einer der Arbeitskammern in den Kanal einströmen kann und nur in wenigstens eine andere der Arbeitskammern aus dem Kanal ausströmen kann.
Der Kanal verkürzt einen Weg des Arbeitsgases, wobei ein Weg durch den Kanal zwischen einer einlassseitigen und einer auslassseitigen Mündung des Kanals kürzer ist als eine Bogenlänge um die Achse des Arbeitsrotationskolbens zwischen der einlassseitigen und der auslassseitigen Mündung des Kanals.
Der Kanal umfasst wenigstens zwei Kanalabschnitte, die aufeinander ausrichtbar sind, um miteinander kommunizieren zu können, wobei wenigstens einer der Kanalabschnitte im Gehäuse rotiert und wenigstens ein anderer der Kanalabschnitte zum Gehäuse gehört oder gegenüber dem Gehäuse festgelegt ist, wobei wenigstens einer der rotierenden Kanalabschnitte und wenigstens einer der feststehenden Kanalabschnitte in einem Drehwinkelbereich des Arbeitsrotationskolbens, bevorzugt in einem verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitsrotationskolbens, miteinander kommunizieren können, wobei wenigstens einer der rotierenden Kanalabschnitte radial innerhalb wenigstens eines der feststehenden Kanalabschnitte angeordnet ist und/oder wenigstens einer der rotierenden Kanalabschnitte radial außerhalb wenigstens eines der feststehenden Kanalabschnitte angeordnet ist.
Der Kanal umfasst wenigstens zwei Gruppen von Kanalabschnitten, wobei die Kanalabschnitte einer Gruppe aufeinander ausrichtbar sind, um miteinander kommunizieren zu können, wobei wenigstens einer der Kanalabschnitte einer Gruppe im Gehäuse rotiert und wenigstens ein anderer der Kanalabschnitte einer Gruppe zum Gehäuse gehört oder gegenüber dem Gehäuse festgelegt ist, wobei wenigstens einer der rotierenden Kanalabschnitte und wenigstens einer der feststehenden Kanalabschnitte einer Gruppe in ei- nem Drehwinkelbereich des Arbeitsrotationskolbens, bevorzugt in einem verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitsrotationskolbens, miteinander kommunizieren können, wobei die Kanalabschnitte verschiedener Gruppen bezogen auf die Achse des Arbeitsrotationskolbens vorzugsweise in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung einander nicht überlappen, wobei bevorzugt die Kanalabschnitte einer Gruppe und die Kanalabschnitte einer anderen Gruppe nur in verschiedenen Drehwinkelbereichen des Arbeitsrotationskolbens miteinander kommunizieren können, wobei wenigstens einer der rotierenden Kanalabschnitte einer Gruppe radial innerhalb wenigstens eines der feststehenden Kanalabschnitte einer Gruppe angeordnet ist und/oder wenigstens einer der rotierenden Kanalabschnitte einer Gruppe radial außerhalb wenigstens eines der feststehenden Kanalabschnitte einer Gruppe angeordnet ist. Der Kanal mündet einlassseitig und/oder auslassseitig im Wesentlichen tangential zum Umfang des Arbeitsrotationskolbens in wenigstens eine der Arbeitskammern, wobei ein Winkel, den eine Achse des Kanals zur Tangente an den Umfang des Arbeitsrotationskolbens im Bereich der Mündung beschreibt, vorzugsweise nicht größer ist als 89 °, bevorzugt nicht größer ist als 45°, besonders bevorzugt nicht größer ist als 30 °, und ganz besonders bevorzugt nicht größer als 15°, gemessen in oder entgegen der Drehrichtung des Arbeitsrotationskolbens.
Der Kanal mündet einlassseitig und/oder auslassseitig in axialer und/oder in radialer Richtung, vorzugsweise in radialer Richtung von innen, in wenigstens eine der Arbeitskammern.
Der Kanal geht einlassseitig von einem hinteren Ende wenigstens einer der Arbeitskammern ab.
Der Kanal mündet auslassseitig an einem vorderen Ende in wenigstens einer der Arbeitskammern.
Der Kanal verläuft zumindest abschnittsweise innerhalb des Arbeitsrotationskolbens, vorzugsweise entlang und/oder innerhalb einer Mantelfläche und/oder entlang oder innerhalb zumindest eines Seitenteils des Arbeitsrotationskolbens.
Ein Querschnitt des Kanals konvergiert einlassseitig und/oder divergiert auslassseitig (in Strömungsrichtung). - Eine auslassseitige Mündung des Kanals erstreckt sich über wenigstens 50%, vorzugsweise über wenigstens 75%, bevorzugt über 100% der axialen Länge und/oder der Um- fangslänge der damit kommunizierenden Arbeitskammer.
- Eine einlassseitige Mündung des Kanals und eine auslassseitige Mündung des Kanals überlappen sich nicht in axialer Richtung und/oder nicht in radialer Richtung und/oder nicht in Umfangsrichtung bezogen auf die Achse des Arbeitsrotationskolbens.
Eine einlassseitige Mündung des Kanals und eine auslassseitige Mündung des Kanals sind in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung bezogen auf die Achse des Arbeitsrotationskolbens voneinander beabstandet.
Eine einlassseitige Mündung des Kanals und eine auslassseitige Mündung des Kanals sind unterschiedlich groß, wobei die auslassseitige Mündung des Kanals vorzugsweise größer ist, vorzugsweise um wenigstens 50% größer ist, bevorzugt um wenigstens 100% größer ist, besonders bevorzugt um wenigstens 200% größer ist als die einlassseitige Mündung des Kanals.
Wenigstens ein zweiter Kanal überführt ein Arbeitsgas aus wenigstens einer weiteren der Arbeitskammern in wenigstens noch eine weitere der Arbeitskammern.
Ein Rotationskolbenmotor nach wenigstens einer dieser Ausführungen hat den Vorteil, dass der Kanal bedarfsweise nur einseitig geöffnet werden kann, um das Arbeitsgas nur in einer Richtung durch den Kanal aus der Verdichtungskammer in die Expansionskammer zu leiten. Ein Rück- fluss des Arbeitsgases kann dadurch auch bei sehr hohen Drehzahlen und Drücken ausgeschlossen werden. Falls ein Durchspülen des Kanals wünschenswert ist, kann vorgesehen werden, dass der Kanal zumindest vorübergehend einlassseitig und auslassseitig geöffnet ist, z.B. kurzzeitig während des Einleitens oder Verdichtens des Arbeitsgases in die bzw. in der einlassseitige^) Arbeitskammer.
Es kann von Vorteil sein, wenn der Rotationskolbenmotor wenigstens eine Zündkammer aufweist, die zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt:
Der Kanal leitet ein Arbeitsgas durch die Zündkammer, vorzugsweise ausschließlich durch die Zündkammer.
Die Zündkammer kommuniziert mit dem Kanal. Die Zündkammer ist radial innerhalb und/oder axial innerhalb des Arbeitsrotationskolbens angeordnet.
Die Zündkammer ist radial innerhalb und/oder axial innerhalb des Arbeitsrotationskolbens ausgebildet.
Die Zündkammer befindet sich zumindest im Zeitpunkt der Zündung wenigstens teilweise zwischen der Achse des Arbeitsrotationskolbens und der Achse wenigstens eines der Hilfsrotationskolben.
Die Zündkammer überlappt wenigstens eine der Arbeitskammern, vorzugsweise eine mit der einlassseitigen Mündung des Kanals kommunizierende Arbeitskammer, in radialer Richtung.
Die Zündkammer kann über wenigstens eine Öffnung mit einer Einspritzeinrichtung und/oder einer Zündeinrichtung kommunizieren, wobei die Öffnung vorzugsweise verschließbar ist, wobei bevorzugt mehrere Zündeinrichtungen auf verschiedenen Seiten der Zündkammer angeordnet sind.
Die Zündkammer umfasst eine Kühlung, vorzugsweise eine Wasserkühlung, und/oder eine Ölschmierung, vorzugsweise eine Druckumlaufschmierung.
Die Zündkammer ist als Ausnehmung oder Tasche des Arbeitsrotationskolbens ausgebildet.
Die Zündkammer rotiert mit dem Arbeitsrotationskolben. Der Arbeitsrotationskolben rotiert um die Zündkammer.
Die Zündkammer ist gegenüber dem Gehäuse festgelegt, vorzugsweise verstellbar gegenüber dem Gehäuse festgelegt.
Die Zündkammer umfasst und/oder bildet einen Abschnitt des Kanals. Die Zündkammer befindet sich an einem auslassseitigen Ende des Kanals. Die Zündkammer bildet ein auslassseitiges Ende des Kanals.
Die Zündkammer öffnet sich divergierend zu wenigstens einer der Arbeitskammern, vorzugsweise zu einem vorderen Ende wenigstens einer der Arbeitskammern. Bei einem Rotationskolbenmotor nach einer der vorstehend genannten Ausführungen kann die Lage der Zündkammer derart optimiert werden, dass die Zündkammer über besonders kurze Gaswege über den Kanal mit einer einlassseitigen und einer auslassseitigen Arbeitskammer kommunizieren kann. Dadurch werden Energieverluste aufgrund einer Umleitung oder Umlen- kung des Arbeitsgases minimiert.
Es kann sich als nützlich erweisen, wenn der Rotationskolbenmotor wenigstens eine Gasdurchgangseinrichtung aufweist, die wenigstens eine der folgenden Anforderungen erfüllt:
- Der Kanal leitet ein Arbeitsgas durch die Gasdurchgangseinrichtung, vorzugsweise ausschließlich durch die Gasdurchgangseinrichtung.
Die Gasdurchgangseinrichtung kommuniziert mit dem Kanal.
Die Gasdurchgangseinrichtung bildet einen Teil des Gehäuses.
Die Gasdurchgangseinrichtung ist von innen oder von au ßen am Gehäuse festgelegt.
Die Gasdurchgangseinrichtung ist verstellbar am Gehäuse festgelegt.
Die Gasdurchgangseinrichtung ist mechanisch justierbar oder dynamisch verstellbar, vorzugsweise durch eine Steuerung oder Regelung dynamisch verstellbar.
Die Gasdurchgangseinrichtung ist in Umfangsrichtung gegenüber dem Gehäuse verdrehbar.
Die Gasdurchgangseinrichtung ist koaxial zum Arbeitsrotationskolben angeordnet.
Die Gasdurchgangseinrichtung ist im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet.
Die Gasdurchgangseinrichtung ist radial und/oder axial innerhalb des Arbeitsrotations- kolbens angeordnet.
Die Gasdurchgangseinrichtung begrenzt wenigstens eine der Arbeitskammern in radialer Richtung zumindest einseitig, vorzugsweise radial innenseitig.
Die Gasdurchgangseinrichtung begrenzt die Zündkammer in radialer Richtung zumindest einseitig, vorzugsweise radial außenseitig.
Die Gasdurchgangseinrichtung umfasst die Zündkammer. Die Gasdurchgangseinrichtung ist vorzugsweise dichtend in eine Aufnahme des Arbeits- rotationskolbens einsetzbar, wobei vorzugsweise die Gasdurchgangseinrichtung und ein radial äußerer Abschnitt des Arbeitsrotationskolbens gemeinsam wenigstens abschnittsweise zumindest eine der Arbeitskammern definieren und/oder die Gasdurchgangseinrichtung und ein radial innerer Abschnitt des Arbeitsrotationskolbens gemeinsam wenigstens abschnittsweise zumindest eine Zündkammer definieren.
- Die Gasdurchgangseinrichtung umfasst wenigstens einen Abschnitt des Kanals, der mit wenigstens einem anderen Abschnitt des Kanals, vorzugsweise mit einem rotierenden Kanalabschnitt, bevorzugt mit einem Kanalabschnitt des Arbeitsrotationskolbens, derart ausrichtbar ist, dass die Kanalabschnitte kommunizieren können, insbesondere in axialer und/oder radialer Richtung bezogen auf die Achse des Arbeitsrotationskolbens.
Die Gasdurchgangseinrichtung umfasst wenigstens zwei Abschnitte des Kanals, die abwechselnd mit jeweils wenigstens einem anderen Abschnitt des Kanals, vorzugsweise mit einem rotierenden Kanalabschnitt, bevorzugt mit einem Kanalabschnitt des Arbeitsrotationskolbens, derart ausrichtbar sind, dass die Kanalabschnitte kommunizieren können, insbesondere in axialer und/oder radialer Richtung bezogen auf die Achse des Arbeitsrotationskolbens.
Die Gasdurchgangseinrichtung umfasst wenigstens zwei gegeneinander verstellbare Gasdurchgangsabschnitte, die jeweils wenigstens einen Abschnitt des Kanals umfassen, wobei die Gasdurchgangsabschnitte vorzugsweise verstellbar sind, während die Abschnitte des Kanals miteinander kommunizieren, wobei die Gasdurchgangsabschnitte bevorzugt gegeneinander verdrehbar sind.
Die Gasdurchgangseinrichtung umfasst wenigstens einen Nachverdichter.
- Wenigstens einer der Kanalabschnitte der Gasdurchgangseinrichtung ist im Wesentlichen schlitzförmig ausgebildet und erstreckt sich in Umfangsrichtung durch eine Mantelfläche der Gasdurchgangseinrichtung.
Es kann sich als nützlich erweisen, wenn wenigstens eine der Arbeitskammern zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt:
- Wenigstens eine der Arbeitskammern bildet eine Verdichtungskammer zum Verdichten eines Arbeitsgases. - Wenigstens eine der Arbeitskammern bildet eine Expansionskammer zum Expandieren eines Arbeitsgases.
- Wenigstens zwei der Arbeitskammern weisen in Bezug auf eine Rotationsachse des Ar- beitsrotationskolbens unterschiedliche axiale und/oder radiale Abmessungen auf.
Wenigstens zwei der Arbeitskammern weisen in einer Ebene, die eine Rotationsachse des Arbeitsrotationskolbens einschließt, unterschiedliche Querschnittsformen auf.
In einer Ebene, die eine Rotationsachse des Arbeitsrotationskolbens einschließt, bildet eine Arbeitskammer oder Gruppe von Arbeitskammern mit der größeren Querschnittsfläche eine Verdichtungskammer oder Gruppe von Verdichtungskammern, und eine Arbeitskammer oder Gruppe von Arbeitskammern mit der kleineren Querschnittsform bildet eine Expansionskammer oder Gruppe von Expansionskammern.
Wenigstens zwei der Arbeitskammern sind in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet.
Wenigstens zwei der Arbeitskammern, vorzugsweise alle Arbeitskammern, sind in Um- laufrichtung hintereinander angeordnet.
Wenigstens zwei der Arbeitskammern sind in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung überlappend angeordnet.
Wenigstens zwei der Arbeitskammern sind in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung nicht überlappend angeordnet.
Wenigstens zwei der Arbeitskammern sind in axialer Richtung zumindest abschnittsweise nebeneinander angeordnet.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Rotationskolbenmotor wenigstens einen Nachverdichter auf, der zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt:
Der Kanal leitet das Arbeitsgas durch den Nachverdichter, vorzugsweise ausschließlich durch den Nachverdichter, so dass das Arbeitsgas im Nachverdichter verdichtet wird.
Der Nachverdichter kommuniziert mit dem Kanal.
Der Nachverdichter verdichtet ein Arbeitsgas nach dem Verlassen wenigstens einer der Arbeitskammern. Der Nachverdichter verdichtet das Arbeitsgas vor dem Einbringen in eine andere der Arbeitskammern.
- Der Nachverdichter verdichtet das Arbeitsgas mechanisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch.
Der Nachverdichter verdrängt das Arbeitsgas vorzugsweise vollständig in Richtung einer auslassseitigen Arbeitskammer.
Der Nachverdichter unterstützt das Einleiten des Arbeitsgases in eine einlassseitige Arbeitskammer durch Ansaugung des Arbeitsgases, während der Nachverdichter über den Kanal mit der einlassseitigen Arbeitskammer kommuniziert.
Der Nachverdichter bewirkt eine Selbstzündung des Arbeitsgases durch Verdichtung.
Der Nachverdichter umfasst einen Hubkolbenverdichter mit wenigstens einem Hubkolben und wenigstens einer Verdichtungskammer, wobei der Hubkolbenverdichter vorzugsweise an entgegen gesetzten Enden eines Hubkolbens zwei Verdichtungskammern bildet, wobei der Hubkolben bevorzugt wenigstens eine einlassseitige und/oder wenigstens eine auslassseitige Öffnung der Verdichtungskammer vorübergehend schließt und vorübergehend öffnet.
Der Nachverdichter umfasst wenigstens einen Nocken, um vorzugsweise wenigstens einen Hubkolben des Hubkolbenverdichters zu bewegen, wobei der Nocken vorzugsweise mechanisch mit dem Arbeitsrotationskolben gekoppelt ist und/oder koaxial zum Arbeits- rotationskolben angeordnet ist, wobei sich der Nocken bevorzugt mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie der Arbeitsrotationskolben dreht.
Der Nachverdichter ist zumindest abschnittsweise radial innerhalb und/oder axial innerhalb des Arbeitsrotationskolbens angeordnet.
Der Nachverdichter bildet zumindest abschnittweise die Zündkammer.
- Das Arbeitsgas wird innerhalb des Nachverdichters gezündet.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Rotationskolbenmotors, insbesondere des Rotationskolbenmotors nach wenigstens einer der vorangehenden Ausführungen, umfassend mindestens zwei Arbeitskammern, die durch ein Gehäuse, einen darin rotierenden Arbeitsrotationskolben und wenigstens einen rotierenden Hilfsrotationskolben gebil- det werden, wobei ein Arbeitsgas über wenigstens einen Kanal aus wenigstens einer der Arbeitskammern in wenigstens eine andere der Arbeitskammern überführbar ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Verdichten eines Arbeitsgases in einer wenigstens einer der Arbeitskammern;
- Einbringen des verdichteten Arbeitsgases in den Kanal; und
- Ableiten des Arbeitsgases zur Expansion in wenigstens eine andere der Arbeitskammern.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch beliebige Kombinationen der offenbarten Merkmale.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht von Teilen eines Rotationskolbenmotors nach einer ersten Variante des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung in einer ersten Betriebsphase.
Fig. 2 zeigt eine schematische Frontansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach
Fig. 1 in der ersten Betriebsphase.
Fig. 3 zeigt eine schematische Seitenansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach
Fig. 1 in einer zweiten Betriebsphase.
Fig. 4 zeigt eine schematische Rückansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach
Fig. 1 in der zweiten Betriebsphase.
Fig. 5 zeigt eine schematische Explosionsansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach Fig. 1 .
Fig. 6 zeigt eine schematische Seitenansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach einer zweiten Variante des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung in einer ersten Betriebsphase.
Fig. 7 zeigt eine schematische Frontansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach
Fig. 6 in der ersten Betriebsphase. Fig. 8 zeigt eine schematische Seitenansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach Fig. 6 in einer zweiten Betriebsphase.
Fig. 9 zeigt eine schematische Rückansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach
Fig. 6 in der zweiten Betriebsphase.
Fig. 10 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach einer dritten Variante des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Fig. 1 1 zeigt eine schematische Seitenansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach
Fig. 10 in einer Betriebsphase.
Fig. 12 zeigt eine schematische Frontansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach
Fig. 10 in einer Betriebsphase.
Fig. 13 zeigt eine schematische Rückansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach
Fig. 10 in einer Betriebsphase.
Fig. 14 a-l zeigen verschiedene schematische Ansichten von Teilen des Rotationskolbenmotors nach einer dritten Variante des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung in verschiedenen Betriebsphasen und Arbeitstakten des Rotationskolbenmotors.
Fig. 15 a-c zeigen verschiedene schematische Ansichten zur Erläuterung der Verstellbarkeit des Gasdurchgangsabschnitts gegenüber dem Gehäuse des Rotationskolbenmotors nach der dritten Variante des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Fig. 16 zeigt eine perspektivische Ansicht des Rotationskolbenmotors nach der dritten Variante des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei das Gehäuse im Teilschnitt dargestellt ist.
Fig. 17 a-d zeigen verschiedene perspektivische Ansichten von Teilen des Rotationskolbenmotors nach einer ersten Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, die auf der ersten Variante des ersten Ausführungsbeispiels basiert.
Fig. 18 a-f zeigen verschiedene Ansichten von Teilen des Rotationskolbenmotors nach einer zweiten Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, die auf der zweiten Variante des ersten Ausführungsbeispiels basiert. Fig. 19 zeigt eine perspektivische Ansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach einer zweiten Variante des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung, die auf der dritten Variante des ersten Ausführungsbeispiels basiert.
Fig. 20 a-j zeigen verschiedene Ansichten von Teilen des Rotationskolbenmotors nach einer vierten Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, die auf der dritten Variante des ersten Ausführungsbeispiels basiert.
Fig. 21 a-e zeigen verschiedene perspektivische Ansichten von Teilen des Rotationskolbenmotors nach einer fünften Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, die auf der dritten Variante des ersten Ausführungsbeispiels basiert.
Fig. 22 a-b zeigen verschiedene perspektivische Ansichten von Teilen des Rotationskolbenmotors nach einer sechsten Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, die auf der vierten und fünften Variante des zweiten Ausführungsbeispiels basiert basiert.
Fig. 23 a-c zeigen verschiedene schematische Schnittansichten durch Rotationskolbenmotoren mit verschiedenen Ausführungen von Gasdurchgangseinrichtungen.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Figuren erläutert.
Das erste Ausführungsbeispiel (Fig. 1 bis 16) betrifft einen Rotationskolbenmotor mit mitlaufender Zündkammer und das zweite Ausführungsbeispiel (Fig. 17 bis 22) einen Rotationskolbenmotor mit feststehender Zündkammer. Zum ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 bis 16) werden drei Varianten beschrieben, wobei die erste Variante (Fig. 1 bis 5) einen Hilfsrotationskolben und zwei Arbeitskammern umfasst, die zweite Variante (Fig. 6 bis 9) einen Hilfsrotationskolben und drei Arbeitskammern umfasst, und die dritte Variante (Fig. 10 bis 16) zwei Hilfsrotationskolben und vier Arbeitskammern umfasst. Zum zweiten Ausführungsbeispiel werden sechs Varianten beschrieben. Die ersten beiden Varianten (Fig. 17 a-d; 18 a-f) des zweiten Ausführungsbeispiels (Fig. 17 bis 22) basieren im Wesentlichen auf den ersten beiden Varianten des ersten Ausführungsbeispiels und die dritte bis sechste Variante (Fig. 19-22) basieren im Wesentlichen auf der dritten Variante des ersten Ausführungsbeispiels. Insbesondere sehen die vierte (Fig. 20 a-j) und die sechste Variante (Fig. 22 a-b) des zweiten Ausführungsbeispiels vor, dass die Arbeitskammern in Umfangsrichtung und in radialer Richtung versetzt sind und sich nicht überlappen. In der fünften Variante (Fig. 21 a-e) des zweiten Ausführungsbeispiels umfasst der Rotationskolbenmotor einen Nachverdichter mit einer Verdichtungskammer und in der sechsten Variante (Fig. 22 a-b) einen Nachverdichter mit zwei Verdichtungskammern. Die Merkmale der einzelnen Varianten sind beliebig untereinander austauschbar.
Erstes Ausführungsbeispiel
Das grundlegende Funktionsprinzip der Erfindung wird anhand des ersten Ausführungsbeispiels verdeutlicht. In der gesamten Beschreibung werden für vergleichbare Merkmale identische Bezugszeichen verwendet. Anstelle einer Wiederholung der Beschreibung finden sich dieselben Bezugszeichen in verschiedenen Figuren, wobei bei erneuter Verwendung derselben Bezugszeichen ggf. auf die relevanten Unterschiede zur vorangehenden Beschreibung eingegangen wird.
Die Erfindung betrifft einen Rotationskolbenmotor, umfassend mindestens zwei Arbeitskammern a/a*, die durch ein Gehäuse 1 , einen darin rotierenden Arbeitsrotationskolben 2 und wenigstens einen rotierenden Hilfsrotationskolben 3 gebildet werden, wobei ein Arbeitsgas über wenigstens einen Kanal 4 aus wenigstens einer der Arbeitskammern a in wenigstens eine andere der Arbeitskammern a* überführbar ist.
Die primäre Funktion des Gehäuses 1 ist es, den Arbeitsrotationskolben 2 und den wenigstens einen rotierenden Hilfsrotationskolben 3 aufzunehmen, um die Arbeitskammern a/a* zur Verdichtung und Expansion des Arbeitsgases zu bilden. Das Arbeitsgas wird in wenigstens einer der Arbeitskammern a verdichtet, gezündet und in wenigstens einer anderen der Arbeitskammern a* expandiert. Dabei wird die Expansionsenergie des gezündeten Arbeitsgases genutzt, um den Arbeitsrotationskolben 2 nach dem Prinzip einer Turbine anzutreiben. Die Antriebsleistung des Arbeitsrotationskolbens 2 kann insbesondere an einer Arbeitswelle 20 abgegriffen werden, um bspw. ein Kraftfahrzeug anzutreiben.
Das Gehäuse 1 umfasst wenigstens einen Einlass 1 1 (vgl. Fig. 14a-l), um das Arbeitsgas in wenigstens eine der Arbeitskammern a/a* einzubringen und wenigstens einen Auslass 12 (vgl. Fig. 14a-l), um das Arbeitsgas aus wenigstens einer der Arbeitskammern a/a* abzuleiten. Über ein Ventil kann der Einlass 1 1 gleichzeitig als Auslass 12 dienen. Der besseren Übersicht halber sind das Gehäuse 1 , der Einlass 1 1 und der Auslass 12 in einer Vielzahl von Figuren nicht dargestellt. Wie bspw. in Fig. 16 zu sehen ist, ist das Gehäuse 1 vorzugsweise derart ausgebildet, dass es in einer Ebene senkrecht zur Achse des Arbeitsrotationskolbens 2 an seiner Au ßenseite eine Krümmung 13 um die Achse des Arbeitsrotationskolbens 2 und wenigstens eine Krümmung 14 um die Achse wenigstens eines der Hilfsrotationskolben 3 aufweist. Die Krümmung 13 um die Achse des Arbeitsrotationskolbens 2 kann eine Bogenlänge von ca. 120° umfassen. Die Krümmung 14 um die Achse wenigstens eines der Hilfsrotationskolben 3 weist bspw. eine Bogenlänge von wenigstens 240 ° auf. Diese Bauart erweist sich als besonders kompakt. An der Außenseite des Gehäuses 1 können Kühlrippen vorgesehen sein, die vorzugsweise die oben beschriebenen Krümmungen 13, 14 aufweisen oder definieren (vgl. Fig. 20 i, j).
Das Gehäuse 1 ist vorzugsweise spiegelsymmetrisch zu einer Ebene aufgebaut, die durch die Achsen des Arbeitsrotationskolbens 2 und des wenigstens einen Hilfsrotationskolbens 3 aufgespannt wird, und ist in dieser Ebene geteilt. Zwei identische Gehäuseteile 15 sind in der Ebene der Achsen des Arbeitsrotationskolbens 2 und des wenigstens einen Hilfsrotationskolbens 3 verbindbar, um den Arbeitsrotationskolben 2 und den wenigstens einen Hilfsrotationskolben 3 an unterschiedlichen Seiten ihres Umfangs abzudecken, so dass die Arbeitswelle 20 des Arbeitsrotationskolbens 2 und die Hilfswellen 30 der Hilfsrotationskolben 3 einfach zugänglich und montierbar sind.
Der Arbeitsrotationskolben 2 und der wenigstens eine Hilfsrotationskolben 3 sind gegenüber dem Gehäuse 1 abgedichtet, um die Arbeitskammern a/a* zu bilden. Im ersten Ausführungsbeispiel umfasst der Arbeitsrotationskolben 2 eine im Wesentlichen zylindrische Mantelfläche 21 mit wenigstens einer taschenförmigen Vertiefung zur Bildung wenigstens einer Zündkammer 43. Die taschenförmige Vertiefung ist dadurch gebildet, dass sich ein Radius der Mantelfläche 21 in Umlaufrichtung des Arbeitsrotationskolbens 2 zu Beginn der Vertiefung sprunghaft verringert und anschließend wieder mit geringerer Steigung auf den ursprünglichen Wert ansteigt. Zwei Seitenteile 22, 23 des Arbeitsrotationskolben 2 sind in axialer Richtung voneinander beabstandet und durch wenigstens ein Trennabschnitt 24 verbunden. Zwischen den Seitenteilen 22, 23 begrenzt der Arbeitsrotationskolben 2 die Arbeitskammern a/a* in axialer Richtung beidseitig, und in Umfangsrichtung zumindest einseitig durch den Trennabschnitt 24. Das eine Seitenteil 22 ist im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet, während das andere Seitenteil 23 im Wesentlichen ringförmig ist. Ein radial innerer Abschnitt 2a des Arbeitsrotationskolbens 2 ist an dem einen Seitenteil 22 mit einem radial äußeren Abschnitt 2b des Arbeitsrotationskolbens 2 verbunden, um an dem anderen Seitenteil 23 zwischen dem radial inneren Abschnitt 2a und dem radial äußeren Abschnitt 2b eine sich in axialer Richtung öffnende Aufnahme 25 für eine gegenüber dem Gehäuse 1 verstellbar festlegbare Gasdurchgangseinrichtung 5 zu bilden. Radial au ßerhalb der Aufnahme 25 und der Mantelfläche 21 verläuft eine zylindermantelabschnittsförmige Abdeckung 26 zwischen den Seitenteilen 22, 23 im Anschluss an ein in Drehrichtung vorderes Ende der Trennleiste 24, um die Verdichtungskammer a in radialer Richtung innenseitig zumindest abschnittsweise zu begrenzen. Die Abdeckung 26 verläuft nur über einen Teil des Umfangs des Arbeitsrotationskolbens 2, um eine Öffnung 45 freizuhalten, die sich über wenigstens einen Teil des Umfangs des Arbeitsrotationskolbens 2 erstreckt, so dass der Kanal 4 über die Öffnung 45 mit der Expansionskammer a* kommunizieren kann.
Die Gasdurchgangseinrichtung 5 (vgl. Fig. 10) ist im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet und verstellbar am Gehäuse 1 festlegbar sowie über eine Steuereinrichtung und Stelleinrichtung in Umfangsrichtung gegenüber dem Gehäuse 1 verdrehbar. Die Gasdurchgangseinrichtung 5 ist dichtend in der Aufnahme 25 zwischen dem radial inneren Abschnitt 2a und dem radial äu ßeren Abschnitt 2b des Arbeitsrotationskolbens 2 einsetzbar und koaxial zum Arbeitsrotationskolben 2 anordenbar, um die Mantelfläche 21 des Arbeitsrotationskolbens 2 zu umgeben und um zwischen der Mantelfläche 21 und den Seitenteilen 22, 23 eine Zündkammer 43 zu bilden. Die Zündkammer 43 ist axial innerhalb des Arbeitsrotationskolbens 2 im Wesentlichen taschenför- mig ausgebildet und rotiert mit dem Arbeitsrotationskolben 2 radial innerhalb der Gasdurchgangseinrichtung 5.
Der Hilfsrotationskolben 3 umfasst eine Komplementärgeometrie zum Arbeitsrotationskolben 2, um dichtend am Arbeitsrotationskolben 2 abzuwälzen und einen Raum zwischen dem Arbeitsrotationskolben 2 und dem Gehäuse 1 in eine Arbeitskammer a* mit zunehmendem Volumen und eine Arbeitskammer a mit abnehmendem Volumen zu teilen. Dabei wirkt der Hilfsrotationskolben 3 mit dem Arbeitsrotationskolben 2 derart dichtend zusammen, dass ein Arbeitsgas aus der Arbeitskammer a mit abnehmendem Volumen vollständig verdrängt werden kann. Der Trennabschnitt 24 des Arbeitsrotationskolbens 2 ist in einem Aufnahmeabschnitt 32 des Hilfsrotations- kolbens 3, der gegenüber einer im Wesentlichen zylindrischen oder zylinderabschnittsförmigen Mantelfläche 30 des Hilfsrotationskolben 3 radial nach innen zurückgesetzt ist, dichtend aufnehmbar. Der Hilfsrotationskolben 3 ist vorzugsweise über ein Zahnradgetriebe mit dem Arbeitsrotationskolben 2 zwangsgekoppelt, so dass die Drehgeschwindigkeiten des Arbeitsrotationskolbens 2 und des Hilfsrotationskolben 3 aufeinander abgestimmt sind. Auch andere Synchronisationsmechanismen (z.B. Zahnriemen, Königswelle, etc.) sind vorstellbar. Der Synchronisationsmechanismus ist vorzugsweise innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet.
Der Kanal 4 kann ein Arbeitsgas aus wenigstens einer der Arbeitskammern a in wenigstens eine andere der Arbeitskammern a* überführen und ist nur in einer Richtung von dem Arbeitsgas durchfließbar, nämlich von einer Verdichtungskammer a in eine Expansionskammer a*. Dazu ist der Kanal 4 einlassseitig und auslassseitig derart verschließbar, dass der Kanal 4 zu einem Zeitpunkt jeweils nur mit einer der Arbeitskammern a/a* kommunizieren kann oder ein Arbeitsgas vorübergehend in dem Kanal 4 einschließbar ist. Insbesondere kann der Kanal 4 einlassseitig nur in einem bestimmten Drehwinkelbereich des Arbeitsrotationskolbens 2 mit der Verdichtungskammer a kommunizieren und auslassseitig nur in einem davon unterschiedlichen Drehwinkelbereich des Arbeitsrotationskolbens 2 mit der Expansionskammer a* kommunizieren. Um ein unbeabsichtigtes Überströmen des Arbeitsgases zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn sich der Kanal 4 einlassseitig ohnehin nur zur Verdichtungskammer a öffnen kann und auslassseitig nur zur Expansionskammer a* öffnen kann, so dass das Arbeitsgas nur aus der Verdichtungskammer a in den Kanal 4 einströmen kann und aus dem Kanal 4 nur in die Expansionskammer a* aus dem Kanal 4 ausströmen kann. Zu diesem Zweck umfasst der Kanal 4 verschiedene Kanalabschnitte 41 , 42, 43, 44, 45 von denen wenigstens zwei Kanalabschnitte 41 , 42 bzw. 44, 45 gleichzeitig aufeinander ausrichtbar sind, um miteinander kommunizieren zu können. Dabei rotieren einige der Kanalabschnitte 41 , 45 während andere Kanalabschnitte 42, 44 gegenüber dem Gehäuse 1 festgelegt sind.
Im ersten Ausführungsbeispiel ist der Kanal 4 abschnittsweise in den Seitenteilen 22, 23 des Arbeitsrotationskolbens 2 ausgebildet und geht einlassseitig im Wesentlichen tangential zum Umfang des Arbeitsrotationskolbens 2 von einem in Drehrichtung des Arbeitsrotationskolbens 2 hinteren Ende der Verdichtungskammer a ab.
In Drehrichtung des Arbeitsrotationskolbens 2 gesehen erstreckt sich ein erster Kanalabschnitt 41 ausgehend von der einlassseitigen Mündung mit im Wesentlichen konvergierendem Querschnitt näherungsweise spiralförmig mit abnehmendem Radius in axialer und radialer Richtung in die Seitenteile 22, 23 hinein. Die einlassseitige Mündung des Kanals 4, die durch den ersten Kanalabschnitt 41 gebildet wird, ist gut in den Fig. 10 und 1 1 zu erkennen. Ein Winkel, den eine Achse des Kanals 4 zur Tangente an den Umfang des Arbeitsrotationskolbens 2 im Bereich der einlassseitigen Mündung beschreibt, ist vorzugsweise nicht größer als 15°, gemessen in oder entgegen der Drehrichtung des Arbeitsrotationskolbens 2.
Ein zweiter Kanalabschnitt 42, der durch die Gasdurchgangseinrichtung 5 führt, ist in einem verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitsrotationskolbens 2 einerseits mit dem ersten Kanalabschnitt 41 des Arbeitsrotationskolbens 2 und andererseits mit der Zündkammer 43, die einen dritten Kanalabschnitt 43 bildet, ausrichtbar, um ein Arbeitsgas aus der Verdichtungskammer a in die Zündkammer 43 zu überführen. Der Kanal 4 führt durch den zweiten Kanalabschnitt 42 in die Zündkammer 43; diese bildet einen dritten Kanalabschnitt und öffnet sich divergierend zu einem vorderen Ende der Expansionskammer a*, wo das gezündete Arbeitsgas expandiert wird.
Ein vierter Kanalabschnitt 44, der ebenfalls durch die Gasdurchgangseinrichtung 5 führt, ist in einem anderen verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitsrotationskolbens 2 einerseits mit der Zündkammer 43 und andererseits mit der Öffnung 45 der Expansionskammer a* ausrichtbar, um das Arbeitsgas aus der Zündkammer 43 in die Expansionskammer a* abzuleiten. Die Drehwinkelbereiche können individuell oder gemeinsam einstellbar und verstellbar sein.
Die Öffnung 45 des Arbeitsrotationskolbens 2 bildet den fünften Kanalabschnitt.
Die Kanalabschnitte 42, 44 sind im Wesentlichen schlitzförmig ausgebildet und erstrecken sich in Umfangsrichtung durch eine Mantelfläche 50 der Gasdurchgangseinrichtung 5. Dabei bilden der erste und der zweite Kanalabschnitt 41 , 42 sowie der vierte und der fünfte Kanalabschnitt 44, 45 zwei Gruppen von Kanalabschnitten 41 , 42; 44, 45, die im vorliegenden Fall zumindest in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind und somit nur in verschiedenen Drehwinkelbereichen des Arbeitsrotationskolbens 2 miteinander kommunizieren können.
Der Kanal 4 mündet auslassseitig im Wesentlichen tangential zum Umfang des Arbeitsrotationskolbens 2 in die Expansionskammer a*, so dass möglichst wenig Energie durch Umlenkung des Arbeitsgases verloren geht. Ein Winkel, den eine Achse des Kanals 4 zur Tangente an den Umfang des Arbeitsrotationskolbens 2 im Bereich der auslassseitigen Mündung beschreibt, beträgt bspw. 15°. Der Kanal 4 mündet auslassseitig an einem vorderen Ende in Umfangsrichtung und in radialer Richtung von innen in die Expansionskammer a*, um die Expansionsenergie des Arbeitsgases nahezu ohne Umlenkung in Drehrichtung des Arbeitsrotationskolbens 2 abzuleiten. In der Strömungsrichtung divergiert ein Querschnitt des Kanals 4 auslassseitig, so dass das Arbeitsgas vor der Zündkammer 43 weiter verdichtet wird und nach der Zündkammer bereits expandieren kann. Die Öffnung 45, welche die auslassseitige Mündung des Kanals 4 bildet, erstreckt sich über die gesamte Breite bzw. die gesamte axiale Länge der Expansionskammer a* und ist um ein Vielfaches größer als die einlassseitige Mündung des Kanals 4, um das Arbeitsgas möglichst schnell und ohne Energieverlust in die Expansionskammer a* ableiten zu können. Dadurch, dass sich die einlassseitige Mündung des Kanals 4 und die auslassseitige Mündung des Kanals 4 in Umfangsrichtung des Arbeitsrotationskolbens 2 nicht überlappen und vielmehr um einen Drehwinkel von wenigstens 20° voneinander beabstandet sind, kann ein Rückströmen des Arbeitsgases aus der Expansionskammer a* in die Verdichtungskammer a stets verhindert werden. Das Arbeitsgas wird in der Zündkammer 43 durch einen Zünder 6 gezündet, der gegenüber dem Gehäuse 1 festgelegt ist und z.B. über schlitzförmige, verschließbare Öffnungen mit der Zündkammer 43 kommunizieren kann.
Fig. 1 zeigt nun eine schematische Seitenansicht von Teilen eines Rotationskolbenmotors nach der ersten Variante des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung in einer ersten Betriebsphase, um den Verdichtungsvorgang und das Befüllen der Zündkammer 43 zu erläutern. In der gewählten Ansicht dreht sich der Arbeitsrotationskolben 2 im Uhrzeigersinn und der Hilfsrotations- kolbens 3 im Gegenuhrzeigersinn. Die Drehrichtungen der Kolben sind auch in den folgenden Figuren ggf. durch Pfeile angezeigt. Bezogen auf eine Achse des Arbeitsrotationskolbens 2 befindet sich die Trennleiste 24 in Fig. 1 nährungsweise in 9-Uhr-Stellung und der Hilfsrotations- kolben 3 nährungsweise in 12-Uhr-Stellung. Der Hilfsrotationskolben 3 teilt einen Raum zwischen dem Gehäuse 1 und dem Arbeitsrotationskolben 2 in die Verdichtungskammer a, deren Volumen sich bei Drehung des Arbeitsrotationskolbens 2 verringert, und die Expansionskammer a*, deren Volumen sich bei Drehung des Arbeitsrotationskolbens 2 vergrößert. Im dargestellten Zustand kommuniziert der erste Kanalabschnitt (41 , vgl. Fig. 2) mit dem zweiten Kanalabschnitt 42 und der Zündkammer 43, so dass das in der Verdichtungskammer a verdichtete Arbeitsgas über den Kanal 4 in die Zündkammer 43 geleitet wird. In der dargestellten Drehstellung ist der Kanal 4 auslassseitig bzw. zur Seite der Expansionskammer a* verdeckt und somit geschlossen, so dass das verdichtete Arbeitsgas nicht aus der Zündkammer 43 entweichen kann.
Fig. 2 zeigt eine schematische Frontansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach Fig. 1 in der ersten Betriebsphase. Die Pfeile verdeutlichen die Strömung des verdichteten Arbeitsgases aus der Verdichtungskammer a in die Zündkammer 43.
Fig. 3 zeigt eine schematische Seitenansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach Fig. 1 in einer zweiten Betriebsphase, um den Expansionsvorgang und das Entleeren der Zündkammer 43 zu erläutern. Im dargestellten Zustand kommuniziert die Zündkammer 43 mit dem vierten Kanalabschnitt 44 und der Öffnung 45 (vgl. Fig. 4), so dass das in der Zündkammer 43 gezündete Arbeitsgas über den Kanal 4 in die Expansionskammer a* abgeleitet wird. In der dargestellten Drehstellung ist der Kanal 4 einlassseitig bzw. zur Seite der Verdichtungskammer a verdeckt und somit geschlossen, so dass das gezündete Arbeitsgas nicht in die Verdichtungskammer a entweichen kann.
Fig. 4 zeigt eine schematische Rückansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach Fig. 1 in der zweiten Betriebsphase. Die Pfeile verdeutlichen die Strömung des verdichteten Arbeitsgases aus der Zündkammer 43 in die Expansionskammer a*. Fig. 5 zeigt eine schematische Explosionsansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach Fig. 1 .
Fig. 6 zeigt eine schematische Seitenansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach einer zweiten Variante des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung in einer ersten Betriebsphase, um den Verdichtungsvorgang und das Befüllen der Zündkammer 43 zu erläutern. Abweichend von der ersten Variante des ersten Ausführungsbeispiels umfasst der Arbeitsrotationskolben 2 in dieser zweiten Variante zwei Trennleisten 24 und der Hilfsrotationskolben 3 zwei Aufnahmeabschnitte 32. Ferner erstreckt sich in dieser zweiten Variante die Abdeckung 26 über den halben Umfang des Arbeitsrotationskolbens 2 zwischen zwei Trennleisten 24, wobei in axialer Richtung zwischen der Abdeckung 26 und jedem der beiden Seitenteile 22, 23 eine schlitzförmige Öffnung 41 über den halben Umfang des Arbeitsrotationskolbens 2 verläuft. Die schlitzförmigen Öffnungen 41 bilden gemeinsam den ersten Kanalabschnitt 41 . Die Öffnung 45, welche den fünften Kanalabschnitt 45 bildet, erstreckt sich über den anderen halben Umfang des Arbeitsrotationskolbens 2 über die gesamte axiale Länge des Arbeitsrotationskolbens 2 zwischen den Seitenteilen 22, 23, ohne jedoch die Öffnungen 41 in axialer Richtung zu überlappen. In dieser Umfangshälfte des Arbeitsrotationskolbens 2 weisen die Innenseiten der Seitenteile 22, 23 einen geringeren axialen Abstand auf als in der anderen Umfangshälfte. Der Arbeitsrotationskolben 2 und der Hilfsrotationskolben 3 sind dadurch unsymmetrisch aufgebaut und weisen einen exzentrischen Schwerpunkt auf. Der Schwerpunkt kann ggf. durch Wuchtungsbohrungen wieder auf die Achse des Arbeitsrotationskolbens 2 ausgerichtet werden, wobei gleichzeitig eine Gewichtsverringerung erzielbar ist. Der zweite Kanalabschnitt 42 und der vierte Kanalabschnitt 44 sind, ähnlich wie in der ersten Variante, derart in dem Gasdurchgangsabschnitt 5 ausgebildet, um in einem verstellbaren Drehwinkelbereich mit dem ersten Kanalabschnitt 41 kommunizieren zu können bzw. in einem anderen verstellbaren Drehwinkelbereich mit dem fünften Kanalabschnitt 45 kommunizieren zu können. Der Hilfsrotationskolben 3 weist auch in dieser Variante eine Komplementärgeometrie auf, um dichtend an dem Arbeitsrotationskolben 2 abzuwälzen. In der gewählten Ansicht dreht sich der Arbeitsrotationskolben 2 wiederum im Uhrzeigersinn und der Hilfsrotationskolben 3 im Gegenuhrzeigersinn. Bezogen auf eine Achse des Arbeitsrotationskolbens 2 befinden sich die Trennabschnitte 24 in Fig. 6 näherungsweise in 9-Uhr-Stellung und 15- Uhr-Stellung und der Hilfsrotationskolben 3 näherungsweise in 12-Uhr-Stellung. Der Hilfsrotationskolben 3 teilt einen Raum zwischen dem Gehäuse 1 und dem Arbeitsrotationskolben 2 in die Verdichtungskammer a und die Expansionskammer a*, wobei zwischen den Trennabschnitten 24 auf der von dem Hilfsrotationskolben 3 abweisenden Seite des Arbeitsrotationskolbens 2 eine weitere Arbeitskammer b ausgebildet ist. Im dargestellten Zustand kommuniziert der erste Kanalabschnitt (41 , vgl. Fig. 7) mit dem zweiten Kanalabschnitt 42 und der Zündkammer 43, so dass das in der Verdichtungskammer a verdichtete Arbeitsgas über den Kanal 4 in die Zündkammer 43 geleitet wird. In der dargestellten Drehstellung ist der Kanal 4 auslassseitig bzw. zur Seite der Expansionskammer a* verdeckt und geschlossen, so dass das verdichtete Arbeitsgas nicht aus der Zündkammer 43 entweichen kann.
Fig. 7 zeigt eine schematische Frontansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach Fig. 6 in der ersten Betriebsphase.
Fig. 8 zeigt eine schematische Seitenansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach Fig. 6 in einer zweiten Betriebsphase, um den Expansionsvorgang und das Entleeren der Zündkammer 43 zu erläutern. Im dargestellten Zustand kommuniziert die Zündkammer 43 mit dem vierten Kanalabschnitt 44 und der Öffnung 45 (vgl. Fig. 9), so dass das in der Zündkammer 43 gezündete Arbeitsgas über den Kanal 4 in die Expansionskammer a* abgeleitet wird. In der dargestellten Drehstellung ist der Kanal 4 einlassseitig bzw. zur Seite der Verdichtungskammer a verdeckt und somit geschlossen, so dass das gezündete Arbeitsgas nicht in die Verdichtungskammer a entweichen kann.
Fig. 9 zeigt eine schematische Rückansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach Fig. 6 in der zweiten Betriebsphase.
Fig. 10 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors 1 nach einer dritten Variante des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Ähnlich wie in der zweiten Variante umfasst der Arbeitsrotationskolben 2 in dieser dritten Variante zwei Trennleisten 24. Allerdings sind zwei Hilfsrotationskolben 3 mit jeweils einem Aufnahmeabschnitt 32 vorgesehen. Beide Hilfsrotationskolben 3 weisen jeweils eine Komplementärgeometrie auf, um dichtend an dem Arbeitsrotationskolben 2 abzuwälzen, und sind über bspw. Zahnradgetriebe (nicht dargestellt) mit dem Arbeitsrotationskolben 2 zwangsgekoppelt, wobei die Achsen des Arbeitsrotationskolben 2 und der Hilfsrotationskolben 3 in einer Ebene liegen. Dadurch ergeben sich insgesamt vier Arbeitskammern a/a*, b/b* bzw. zwei Verdichtungskammern a,b und zwei Expansionskammern a*,b*. Abweichend von den beiden vorangehenden Varianten weist der Arbeitsrotationskolben 2 zwei taschenförmige Vertiefungen zur Bildung zweier identischer Zündkammern 43 auf, die in Umfangsrichtung um 180 ° versetzt sind. Der Rotationskolbenmotor nach einer dritten Variante umfasst zwei getrennte Kanäle 4, um je eine der Verdichtungskammern a,b mit je einer der Expansionskammern a*,b* zu kommunizieren. Dazu sind die im Arbeitsrotationskolben 2 ausgebildeten Kanalabschnitte 41 , 43, 45 gegenüber der ersten Variante im Wesentlichen verdoppelt und um 180° versetzt zueinander angeordnet. Die Öffnung 45, welche den fünften Kanalabschnitt 45 bildet, erstreckt sich über die gesamte axiale Länge des Arbeitsrotati- onskolbens 2 zwischen den Seitenteilen 22, 23 und zwischen je zwei Trennabschnitten 24, ohne die Öffnungen 41 in axialer Richtung zu überlappen. Abweichend von der zweiten Variante weisen die Innenseiten der Seitenteile 22, 23 in beiden Umfangshälften des Arbeitsrotationskolbens 2 denselben Abstand auf. Die Öffnungen 41 sind ähnlich wie in der ersten Variante in den Seitenteilen 22, 23 ausgebildet und bilden den ersten Kanalabschnitt 41 . Der zweite Kanalabschnitt 42 und der vierte Kanalabschnitt 44 sind, ähnlich wie in den beiden vorangehenden Varianten, derart in dem Gasdurchgangsabschnitt 5 ausgebildet, um in einem verstellbaren Drehwinkelbereich mit dem ersten Kanalabschnitt 41 jedes Kanals 4 kommunizieren zu können und in einem anderen verstellbaren Drehwinkelbereich mit dem fünften Kanalabschnitt 45 jedes Kanals 4 kommunizieren zu können. Dabei ist der Gasdurchgangsabschnitt 5 aber derart ausgebildet, dass das Arbeitsgas bei einer Umdrehung des Arbeitsrotationskolbens 2 nur einmal von einer Arbeitskammer in einer andere Arbeitskammer überführt wird, so dass bei einer Umdrehung des Arbeitsrotationskolbens 2 insgesamt vier verschiedene Arbeitstakte ausgeführt werden, wobei die vier Arbeitskammern a/a*, b/b* je eine Ansaugkammer b*, eine Verdichtungskammer a, eine Expansionskammer a* und eine Ausstoßkammer b bilden.
Fig. 1 1 zeigt eine schematische Seitenansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach Fig.
10 in einer Betriebsphase, um den Verdichtungsvorgang und zugleich den Expansionsvorgang zu erläutern, die zeitgleich ausgeführt werden. In der gewählten Ansicht dreht sich der Arbeitsro- tationskolben 2 im Uhrzeigersinn und die Hilfsrotationskolben 3 im Gegenuhrzeigersinn. Bezogen auf eine Achse des Arbeitsrotationskolbens 2 befinden sich die Trennabschnitte 24 in Fig.
1 1 näherungsweise in 9-Uhr-Stellung und 15-Uhr-Stellung und die Hilfsrotationskolben 3 näherungsweise in 12-Uhr-Stellung und 18-Uhr-Stellung. Die Hilfsrotationskolben 3 teilen die beiden Räume zwischen dem Gehäuse 1 und dem Arbeitsrotationskolben 2 in jeweils zwei Kammern a/a*, b/b*. Auf der 9-Uhr-Seite des Arbeitsrotationskolbens 2 (vgl. Fig. 12) kommuniziert der erste Kanalabschnitt (41 , vgl. Fig. 7) des einen Kanals 4 mit dem zweiten Kanalabschnitt 42 und der Zündkammer 43 desselben Kanals 4, so dass das in der Verdichtungskammer a verdichtete Arbeitsgas über den Kanal 4 in die Zündkammer 43 geleitet wird. In der dargestellten Drehstellung ist dieser Kanal 4 auslassseitig bzw. zur Seite der Expansionskammer b* verdeckt und geschlossen, so dass das verdichtete Arbeitsgas nicht aus der Zündkammer 43 entweichen kann. Auf der 15-Uhr-Seite des Arbeitsrotationskolbens 2 (vgl. Fig. 13) kommuniziert gleichzeitig die andere Zündkammer 43 des anderen Kanals 4 mit dem vierten Kanalabschnitt 44 und der Öffnung 45 des anderen Kanals 4, so dass das in der Zündkammer 43 gezündete Arbeitsgas über den Kanal 4 in die Expansionskammer a* abgeleitet wird. In der dargestellten Drehstellung ist der andere Kanal 4 einlassseitig bzw. zur Seite der Verdichtungskammer b verdeckt und somit geschlossen, so dass das gezündete Arbeitsgas nicht in die Verdichtungskammer b entweichen kann.
Fig. 14 a-l zeigen schematische Ansichten von Teilen des Rotationskolbenmotors nach einer dritten Variante des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung in verschiedenen Betriebsphasen des Rotationskolbenmotors, um die Arbeitstakte des Rotationskolbenmotors näher zu erläutern.
Fig. 14 a zeigt, wie das Arbeitsgas über den Einlass 1 1 in die Ansaugkammer b* eingeleitet wird, wobei sich die Ansaugkammer b* bei der weiteren Drehung des Arbeitsrotationskolbens 2 füllt (vgl. Fig. 14 b-c). Das Arbeitsgas ist durch die schraffierte Fläche dargestellt.
Bei voranschreitender Drehung des Arbeitsrotationskolbens 2 durchläuft der Trennabschnitt 24 A den Aufnahmeabschnitt 32 des Hilfsrotationskolbens 3, wobei die das Arbeitsgas enthaltende Arbeitskammer a* nun ihr Volumen verringert und als Verdichtungskammer a* bezeichnet wird.
Bei weiter voranschreitender Drehung des Arbeitsrotationskolbens 2 wird das Arbeitsgas in der Verdichtungskammer a* zunehmend komprimiert, und, sobald der Trennabschnitt 24 B eine erste vorgegebene Drehwinkelstellung a1 erreicht (vgl. Fig. 14d), über den sich einlassseitig öffnenden Kanal 4 in der vorstehend beschriebenen Weise in die Zündkammer 43 überführt. Sobald der Trennabschnitt 24 B eine zweite vorgegebene Drehwinkelstellung a2 erreicht (vgl. Fig. 14 f), schließt sich der Kanal 4 einlassseitig und sperrt das Arbeitsgas in der Zündkammer 43 ein.
In der in Fig. 14 g gezeigten Drehstellung wird das Arbeitsgas über den Zünder 6 in der Zündkammer 43 gezündet.
Wenn der Trennabschnitt 24 B eine dritte vorgegebene Drehwinkelstellung a3 erreicht (vgl. Fig. 14 h), öffnet sich der Kanal 4 auslassseitig, um das gezündete und expandierende Arbeitsgas im Wesentlichen tangential an den Umfang des Arbeitsrotationskolbens 2 in die Expansionskammer a* abzuleiten. Die Expansionsenergie des expandierenden Arbeitsgases treibt den Trennabschnitt 24 B und damit den Arbeitsrotationskolben 2 in Drehrichtung an.
Erst wenn der Trennabschnitt 24 B eine vierte vorgegebene Drehwinkelstellung a4 überschreitet (vgl. Fig. 14 i), kann das Arbeitsgas aus dem Auslass 12 abfließen.
Bei weiter voranschreitender Drehung des Arbeitsrotationskolbens 2 durchläuft der Trennabschnitt 24 B den Aufnahmeabschnitt 32 des zweiten Hilfsrotationskolbens 3, wobei die das Ar- beitsgas enthaltende Arbeitskammer a* nun wiederum ihr Volumen verringert und als Ausstoßkammer b bezeichnet wird. Das Arbeitsgas wird aus der Ausstoßkammer b herausgedrückt (vgl. Fig. 14 j-l). Anschließend kann der Kreislauf ausgehend von dem Zustand gemäß Fig. 14 a von Neuem beginnen.
Fig. 15 a-c zeigen verschiedene schematische Ansichten zur Erläuterung der Verstellbarkeit des Gasdurchgangsabschnitts 5 gegenüber dem Gehäuse 1 des Rotationskolbenmotors nach der dritten Variante des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Fig. 15 a zeigt eine schematische Seitenansicht des Rotationskolbenmotors aus den Fig. 14 a-l, wobei angezeigt ist, dass durch Drehung des Gasdurchgangsabschnitts 5 gegenüber dem Gehäuse 1 des Rotationskolbenmotors um die Achse des Arbeitsrotationskolbens 2 der Drehwinkelbereich α1 -α2, in welchem der Kanal 4 einlassseitig mit der Verdichtungskammer a kommunizieren kann, und der Drehwinkelbereich α3-α4, in welchem der Kanal 4 auslassseitig mit der Expansionskammer a* kommunizieren kann, gemeinsam verstellbar sind. So können die Drehwinkel α1 , α2, α3, a4 durch Drehung des Gasdurchgangsabschnitts 5 gegenüber dem Gehäuse 1 in und entgegen der Drehrichtung des Arbeitsrotationskolbens 2 um einen Winkel Δα zwischen ersten Extremwerten α1 1 , α21 , α31 , a41 und zweiten Extremwerten α12, α22, α32, a42 verstellt werden. Wie in den Fig. 15 b-c zu erkennen ist, verschiebt sich durch Drehung des Gasdurchgangsabschnitts 5 gegenüber dem Gehäuse 1 in der Drehrichtung des Arbeitsrotationskolbens 2 u.a. der zweite Kanalabschnitt 44 aus einer ersten Stellung (Fig. 15 b) um einen Winkel Δα weiter in der Drehrichtung des Arbeitsrotationskolbens 2 in eine zweite Stellung (Fig. 15 c), so dass sich der Kanal 4 auslassseitig später öffnet und das gezündete Arbeitsgas später in die Expansionskammer a* ableitet. Durch Variation der Drehwinkelbereiche α1 -α2 und α3-α4 kann der Wirkungsgrad des Rotationskolbenmotors in verschiedenen Lastfällen oder Drehzahlbereichen optimiert werden. Vorzugsweise wird die Drehung des Gasdurchgangsabschnitts 5 gegenüber dem Gehäuse 1 durch eine Steuerung und/oder eine Regelung in Abhängigkeit von diversen Betriebsparametern des Rotationskolbenmotors, z.B. eine Drehzahl oder ein Drehmoment des Arbeitsrotationskolbens 2, bewerkstelligt.
Zweites Ausführungsbeispiel
Der maßgebliche Unterschied des zweiten Ausführungsbeispiels gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht im Wesentlichen darin, dass die Zündkammer 43 gegenüber dem Gehäuse 1 festgelegt ist und der Arbeitsrotationskolben 2 um die Zündkammer 43 rotiert. Dabei ist der Arbeitsrotationskolben 2 im Wesentlichen als Hohlzylinder ausgebildet, wobei das verdichtete Arbeitsgas zur Zündung durch den Arbeitsrotationskolben 2 radial nach innen durch den Arbeits- rotationskolben 2 in die Zündkammer 43 geleitet wird. Die Zündkammer 43 ist in der gegenüber dem Gehäuse 1 verstellbar festgelegten Gasdurchgangseinrichtung 5 ausgebildet.
Die Fig. 17 a-d zeigen verschiedene perspektivische Ansichten von Teilen des Rotationskolbenmotors nach einer ersten Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, die auf der ersten Variante des ersten Ausführungsbeispiels basiert. Die Funktionsweise dieser Variante ist im Wesentlichen identisch zur Funktionsweise der ersten Variante des ersten Ausführungs- beispiels, mit der Ausnahme, dass die Zündkammer 43 am Gehäuse 1 festgelegt ist. In den schematischen Ansichten ist gut zu erkennen, dass ein Weg durch den Kanal 4 zwischen einer einlassseitigen Mündung und einer auslassseitigen Mündung des Kanals 4 kürzer ist als eine Bogenlänge um die Achse des Arbeitsrotationskolbens 2 zwischen der einlassseitigen und der auslassseitigen Mündung des Kanals 4, so dass der Kanal 4 einen Weg des Arbeitsgases verkürzt.
Die Fig. 18 a-f zeigen verschiedene Ansichten von Teilen des Rotationskolbenmotors nach einer zweiten Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, die auf der zweiten Variante des ersten Ausführungsbeispiels basiert. In dieser Variante weisen die Arbeitskammern unterschiedliche Querschnittsformen auf, wobei die Arbeitskammer mit der größeren Querschnittsform die Verdichtungskammer bildet. Der Arbeitsrotationskolben 2 ist im Prinzip identisch wie in der zweiten Variante des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet und rotiert um die Gasdurchgangseinrichtung 5. In der in Fig. 18 a gezeigten Drehstellung kann der Kanal 4 einlassseitig über den ersten Kanalabschnitt 41 und den zweiten Kanalabschnitt 42 mit der Verdichtungskammer kommunizieren. Anders als in der zweiten Variante des ersten Ausführungsbeispiels ist der zweite Kanalabschnitt 42 nicht schlitzförmig ausbildet, sondern umfasst im Wesentlichen zwei kreisförmige Öffnungen, die sich von einer Mantelfläche 50 in die Gasdurchgangseinrichtung 5 erstrecken. In Fig. 18 b ist zu erkennen, wie der Kanal 4 auslassseitig über den vierten Kanalabschnitt 44 und den fünften Kanalabschnitt 45 mit der Expansionskammer kommunizieren kann. Die Form des vierten Kanalabschnitts 44 unterscheidet sich geringfügig gegenüber der zweiten Variante des ersten Ausführungsbeispiels. Allerdings erfolgen der Verdichtungsvorgang und der Expansionsvorgang jeweils analog zum ersten Ausführungsbeispiel. Die Fig. 18 c- f entsprechen in ihren Darstellungen im Wesentlichen den Fig. 6-9.
Fig. 19 zeigt eine perspektivische Ansicht von Teilen des Rotationskolbenmotors nach einer dritten Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, die auf der dritten Variante des ersten Ausführungsbeispiels basiert. Dabei umfasst der Rotationskolbenmotor einen Arbeitsrota- tionskolben 2 und zwei Hilfsrotationskolben 3 mit jeweils zwei Aufnahmeabschnitten 32. Das grundlegende Funktionsprinzip ist identisch zum ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 20 a-j zeigen verschiedene Ansichten von Teilen des Rotationskolbenmotors nach einer vierten Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, die auf der dritten Variante des ersten Ausführungsbeispiels basiert. In Fig. 20 a sind Teile des Rotationskolbenmotors explosionsartig dargestellt, so dass der Aufbau und das Zusammenwirken dieser Teile besonders gut erkennbar sind. Die Besonderheit dieser Variante liegt darin, dass die Arbeitskammern in axialer Richtung des Arbeitsrotationskolbens 2 voneinander beabstandet sind und sich in Um- fangsrichtung des Arbeitsrotationskolbens 2 nicht überlappen. Zudem sind die Arbeitskammern in radialer Richtung leicht versetzt, so dass das Arbeitsgas in axialer Richtung aus der Verdichtungskammer in die einlassseitige Mündung des Kanals 4 geführt werden kann. Die Hilfsrotationskolben 3 weisen entsprechende Komplementärgeometrien auf, um dichtend an dem Arbeits- rotationskolben 2 abzuwälzen. Die Aufnahmeabschnitte 32 erstrecken sich dabei über wenigstens die halbe Umfangslänge der Hilfsrotationskolben 3. In dieser Darstellung ist gut zu erkennen, dass der Arbeitsrotationskolben 2 und die Hilfsrotationskolben 3 zur Versteifung, Gewichtsverringerung und Wuchtung präzise definierte Hohlräume zwischen rippenförmigen Strukturen aufweisen können. Fig. 20 b zeigt die Teile aus Fig. 20 a im montierten Zustand. Fig. 20 c veranschaulicht schematisch das Prinzip der Einleitung des Arbeitsgases aus der Verdichtungskammer in den Kanal 4 in axialer Richtung über die einlassseitige Mündung. Fig. 20 d-j zeigen verschiedene perspektivische Ansichten von Teilen dieses Rotationskolbenmotors. Fig. 20 d ist eine explosionsartige, perspektivische Ansicht des Arbeitsrotationskolbens 2 und der Gasdurchgangseinrichtung 5. Die Gasdurchgangseinrichtung 5 umfasst nach dieser Variante zwei in Um- fangsrichtung des Arbeitsrotationskolbens 2 gegeneinander verdrehbare Gasdurchgangsabschnitte 51 , 52, die jeweils wenigstens einen Abschnitt 42, 44 des Kanals 4 umfassen. Die Abschnitte 42, 44 des Kanals 4 kommunizieren miteinander über die Zündkammer 43, während die Gasdurchgangsabschnitte 51 , 52 verstellt werden können. Dadurch kann eine Drehwinkelstellung des Arbeitsrotationskolbens 2 gegenüber dem Gehäuse 1 , in welcher der Kanal 4 mit der einlassseitigen Arbeitskammer kommunizieren kann, verändert werden. Der erste Gasdurchgangsabschnitt 51 ist im Wesentlichen als Hohlzylinder ausgebildet und umfasst den dritten Kanalabschnitt (Zündkammer) 43 sowie den vierten Kanalabschnitt 44, wobei sich der dritte Kanalabschnitt (Zündkammer) einlassseitig in axialer Richtung zur Seite der Verdichtungskammer hin öffnet. Der zweite Gasdurchgangsabschnitt 52 ist im Wesentlichen als kreisscheibenförmiger Körper ausgebildet und umfasst den zweiten Kanalabschnitt 42, der als im Wesentlichen bogenförmiger Einschnitt am Umfangsrand des kreisscheibenförmigen Körpers ausgeprägt ist. Der zweite Gasdurchgangsabschnitt 52 ist gegenüber dem ersten Gasdurchgangsabschnitt 51 in Umfangsrichtung des Arbeitsrotationskolbens 2 derart verdrehbar, dass die jeweiligen Kanalabschnitte 42, 43, 44 stets kommunizieren können, wie in Fig 20 e-g veranschaulicht wird. Fig. 20h zeigt nun eine perspektivische Ansicht einer spiegelsymmetrischen Anordnung von zwei Baugruppen nach dieser dritten Variante, wobei die Arbeitsrotationskolben 2 und jeweils zwei Hilfs- rotationskolben 3 vorzugsweise auf gemeinsamen Wellen 20, 30 sitzen, und so eingerichtet sind, dass die Baugruppen zeitgleich unterschiedliche Arbeitstakte ausführen. Dadurch lässt sich eine besonders hohe Laufruhe des Rotationskolbenmotors 1 erzielen. Fig. 20 i-j zeigen verschiedene perspektivische Ansichten von Teilen dieses Rotationskolbenmotors 1 mit teilweise geöffnetem Gehäuse 1 . Gut zu erkennen sind die Teilungsebene 15 und die Krümmungen 13, 14 des Gehäuses 1 sowie rippenförmige Strukturen an der Außenwand des Gehäuses 1 , die zur Kühlung des Rotationskolbenmotors 1 beitragen. Für jede der beiden Baugruppen, die jeweils einen Arbeitsrotationskolben 2 und zwei Hilfsrotationskolben 3 sowie eine Gasdurchgangseinrichtung 5 umfassen, sind zwei symmetrische Gehäuseteile in der Teilungsebene 15 durch Befestigungsmittel verbindbar. Die Gasdurchgangseinrichtungen 5 sind wiederum gegenüber dem Gehäuse 1 verdrehbar. So ergeben sich diverse Einstellmöglichkeiten.
Fig. 21 a-e zeigen verschiedene perspektivische Ansichten von Teilen des Rotationskolbenmotors nach einer fünften Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, die auf der dritten Variante des ersten Ausführungsbeispiels basiert. Die Besonderheit dieser Variante liegt im Wesentlichen darin, dass der Rotationskolbenmotor einen Nachverdichter 7 aufweist, um ein Arbeitsgas nach dem Verlassen der Verdichtungskammer a und vor dem Einleiten in die Expansionskammer a* mechanisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch nachzuverdichten. Dazu umfasst der Nachverdichter 7 bspw. einen Hubkolbenverdichter mit einer Verdichtungskammer 70 an einem Ende eines Hubkolben 71 , der durch einen Nocken 72 auf der Arbeitswelle 20 angetrieben wird, um eine translatorische Bewegung auszuführen, wobei sich der Nocken 72 mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie der Arbeitsrotationskolben 2 dreht. Der Nachverdichter 7 ist radial und axial innerhalb der Gasdurchgangseinrichtung 5 ausgebildet und verdichtet das Arbeitsgas unmittelbar innerhalb der Verdichtungskammer 70. In diesem Ausführungsbeispiel leitet der Kanal 4 das Arbeitsgas ausschließlich durch den Nachverdichter 7, so dass das gesamte Arbeitsgas zwischen der Verdichtungskammer a und der Expansionskammer a* im Nachverdichter zusätzlich verdichtet wird. Das nachverdichtete Arbeitsgas wird ggf. noch im Kanal 4, bspw. innerhalb des Nachverdichters 7, gezündet und über den Kanal 4 auslassseitig in die Expansionskammer a* abgeleitet. Der Kanal 4 kann einlassseitig und auslassseitig, wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, mit der Verdichtungskammer a bzw. mit der Expansionskammer a* kommunizieren. Bei dieser Variante werden die Vorteile des Rotationskolbenprinzips und des Hubkolbenprinzips ideal miteinander vereint, weil das Arbeitsgas im Nachverdichter extrem verdichtet werden kann, die Expansionsenergie des Arbeitsgases aber unmittelbar in die Drehbewegung des Arbeitsrotationskolbens 2 umsetzbar ist. Eine weitere Besonderheit dieser Variante liegt im Wesentlichen darin, dass der Arbeitsrotationskolben 2 Dichtleisten 27 umfasst, die vorzugsweise durch eine Feder in radialer Richtung nach außen vorgespannt sind, um jeden Trennabschnitt 24 des Arbeitsrotationskolbens 2 gegenüber den Hilfsrota- tionskolben 3 abzudichten, wobei die Dichtung 27 formschlüssig an dem Arbeitsrotationskolben 2 gesichert ist.
Fig. 22 a-b zeigen verschiedene perspektivische Ansichten von Teilen des Rotationskolbenmotors nach einer sechsten Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, die auf der vierten und fünften Variante des zweiten Ausführungsbeispiels basiert. In dieser Variante umfasst der Nachverdichter 7 einen Hubkolbenverdichter mit zwei Verdichtungskammern 70 an entgegen gesetzten Enden des Hubkolbens 71 , der durch den Nocken 72 auf der Arbeitswelle 20 angetrieben wird, um eine translatorische Bewegung auszuführen. Dabei wird abwechselnd ein Arbeitsgas, das über unterschiedliche Kanäle 4 in die Verdichtungskammer 70 geführt wird, in einer der Verdichtungskammern 70 komprimiert, wobei die Verdichtung im Nachverdichter auf die Arbeitstakte des Rotationskolbenmotors abgestimmt ist. In Fig. 21 a befindet sich der Hubkolben 71 am oberen Totpunkt und in Fig. 21 b am unteren Totpunkt.
Fig. 23 a-c zeigen schließlich verschiedene schematische Schnittansichten durch Rotationskolbenmotoren mit verschiedenen Ausführungen von Gasdurchgangseinrichtungen 5, wobei die Gasdurchgangseinrichtung 5 in Fig. 23 a von innen am Gehäuse 1 festgelegt ist, in Fig. 23 b von außen am Gehäuse 1 festgelegt ist und in Fig. 23 c einen Teil des Gehäuses 1 bildet.
Zusammengefasst bietet der erfindungsgemäße Rotationskolbenmotor folgende Vorteile:
- Verkürzung der Gasführungswege und Verbesserung der Gasübertritte unter Berücksichtigung der Gasdynamik (Strömungsgeschwindigkeiten und -widerstände), insbesondere bei hohen Drehzahlen.
Vermeiden von Brennrückständen in der Verdichtungskammer und Ermöglichung der Zündkammer- und Brennkammerspülung für eine effektivere Verbrennung.
Reduzierung von Reibungswärme und Reibungswiderständen sowie die durch Reibungswärme verursachten Ausdehnungsprobleme durch die im Gehäuse abzudichtenden rotierenden Bauteile. Verbesserung der Ölschmierung unter Berücksichtigung hoher Umdrehungszahlen und Vermeidung ungewollter Ölkontamination der Verdichtungskammer und der Expansionskammer.
Verbesserung der Gasabdichtung der Verdichtungskammer und der Expansionskammer für eine höhere Leistungsausbeute unter Berücksichtigung der bauartbedingten Gasführung und Gasübertritte, sowie möglicher Materialausdehnung.
Verbesserung von Leistungsgewicht und Wirkungsgrad sowie größere Flexibilität und Modularität bei der Verwendbarkeit des Motors hinsichtlich unterschiedlicher Treibstoffe und verschiedenster Einsatzbereiche.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele und Varianten beschränkt. Die Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele und Varianten sind beliebig austauschbar, wobei sich weitere vorteilhafte Weiterbildungen durch beliebige Kombinationen der offenbarten Merkmale ergeben können.
Bezugszeichen
1 Gehäuse
2 Arbeitsrotationskolben
2a Innerer Abschnitt
2b Äu ßerer Abschnitt
3 Hilfsrotationskolben
4 Kanal
5 Gasdurchgangseinrichtung
6 Zünder
7 Nachverdichter
1 1 Einlass
12 Auslass
13 Krümmung des Gehäuses
14 Krümmung des Gehäuses
15 Gehäuseteilungsebene
20 Arbeitswelle
21 Mantelfläche
22 Erstes Seitenteil
23 Zweites Seitenteil
24 Trennleiste
25 Aufnahme
26 Abdeckung
27 Dichtung
30 Hilfswelle
31 Mantelfläche
32 Aufnahmeabschnitt
41 Erster Kanalabschnitt (einlassseitige Öffnung)
42 Zweiter Kanalabschnitt (einlassseitige Öffnung)
43 Dritter Kanalabschnitt (Zündkammer)
44 Vierter Kanalabschnitt (auslassseitige Öffnung)
45 Fünfter Kanalabschnitt (auslassseitige Öffnung)
50 Mantelfläche
51 Erster Gasdurchgangsabschnitt
52 Zweiter Gasdurchgangsabschnitt
70 Verdichtungskammer
71 Hubkolben
72 Nocken
a1 Erster Drehwinkel
a2 Zweiter Drehwinkel
a3 Dritter Drehwinkel
a4 Vierter Drehwinkel

Claims

Ansprüche
1 . Rotationskolbenmotor, umfassend mindestens zwei Arbeitskammern (a/a*), die durch ein Gehäuse (1 ), einen darin rotierenden Arbeitsrotationskolben (2) und wenigstens einen rotierenden Hilfsrotationskolben (3) gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arbeitsgas über wenigstens einen Kanal (4) aus wenigstens einer der Arbeitskammern (a) in wenigstens eine andere der Arbeitskammern (a*) überführbar ist.
2. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1 ) zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt: a. Das Gehäuse (1 ) umfasst wenigstens einen Einlass (1 1 ), um ein Arbeitsgas in wenigstens eine der Arbeitskammern (a/a*) einzubringen. b. Das Gehäuse (1 ) umfasst wenigstens einen Auslass (12), um ein Arbeitsgas aus wenigstens einer der Arbeitskammern (a/a*) abzuleiten. c. Das Gehäuse (1 ) ist derart ausgebildet, dass es in einer Ebene senkrecht zur Achse des Arbeitsrotationskolbens (2) an der Au ßenseite eine Krümmung (13) um die Achse des Arbeitsrotationskolbens (2) und/oder eine Krümmung (14) um die Achse wenigstens eines der Hilfsrotationskolben (3) aufweist, wobei die Krümmung (13, 14) vorzugsweise eine Bogenlänge von wenigstens 45°, bevorzugt wenigstens 90°, besonders bevorzugt wenigstens 120° aufweist. d. Das Gehäuse (1 ) ist zumindest abschnittsweise spiegelsymmetrisch aufgebaut, vorzugsweise spiegelsymmetrisch zu einer Ebene, die durch die Achsen des Arbeitsrotationskolbens (2) und des wenigstens einen Hilfsrotationskolbens (3) aufgespannt wird. e. Das Gehäuse (1 ) umfasst mindestens zwei Teile (15), vorzugsweise mindestens zwei im Wesentlichen spiegelsymmetrische Teile, bevorzugt mindestens zwei identische Teile, um den Arbeitsrotationskolben (2) und den wenigstens einen Hilfsrotationskolben (3) an unterschiedlichen Seiten ihres Umfangs abzudecken. f. Das Gehäuse (1 ) ist im Wesentlichen in einer Ebene, die durch die Achsen des Arbeitsrotationskolbens (2) und des wenigstens einen Hilfsrotationskolbens (3) aufgespannt wird, oder in einer dazu parallelen Ebene, geteilt. g. Das Gehäuse (1 ) umgibt einen Synchronisationsmechanismus zur Synchronisation des Arbeitsrotationskolbens (2) und des wenigstens einen Hilfsrotationskol- bens (3).
3. Rotationskolbenmotor nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsrotationskolben (2) zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt: a. Der Arbeitsrotationskolben (2) begrenzt wenigstens eine der Arbeitskammern (a/a*) in axialer Richtung zumindest einseitig, vorzugsweise beidseitig. b. Der Arbeitsrotationskolben (2) begrenzt wenigstens eine der Arbeitskammern (a/a*) in Umfangsrichtung zumindest einseitig, vorzugsweise beidseitig. c. Der Arbeitsrotationskolben (2) begrenzt wenigstens eine der Arbeitskammern (a/a*) in radialer Richtung zumindest einseitig, vorzugsweise radial innenseitig. d. Der Arbeitsrotationskolben (2) ist breiter als wenigstens einer der Hilfsrotations- kolben (3). e. Der Arbeitsrotationskolben (2) übergreift wenigstens einen der Hilfsrotationskol- ben (3) in axialer Richtung zumindest einseitig, vorzugsweise beidseitig. f. Der Arbeitsrotationskolben (2) ist im Wesentlichen als Hohlzylinder ausgebildet. g. Das verdichtete Arbeitsgas wird zur Zündung durch den Arbeitsrotationskolben (2) geleitet, vorzugsweise axial und/oder radial, bevorzugt radial nach innen durch den Arbeitsrotationskolben (2) geleitet. h. Der Arbeitsrotationskolben (2) umfasst eine im Wesentlichen zylindrische Mantelfläche (21 ) mit wenigstens einer taschenförmigen Vertiefung zur Bildung wenigstens eines Kanalabschnitts (43) und/oder wenigstens einer Zündkammer (43), wobei sich vorzugsweise ein Radius der Mantelfläche (21 ) in Umlaufrichtung des Arbeitsrotationskolbens (2) zu Beginn der Vertiefung sprunghaft verringert und anschließend wieder mit geringerer Steigung auf den ursprünglichen Wert ansteigt.
Der Arbeitsrotationskolben (2) umfasst zwei Seitenteile (22, 23), die in axialer Richtung voneinander beabstandet sind und im Zwischenraum wenigstens eine der Arbeitskammern (a/a*) definieren, wobei wenigstens eines der Seitenteile (22, 23) vorzugsweise zumindest abschnittsweise im Wesentlichen kreisförmig oder ringförmig ausgebildet ist. j. Der Arbeitsrotationskolben (2) umfasst wenigstens einen Trennabschnitt (24), um wenigstens zwei der Arbeitskammern (a/a*) voneinander zu trennen, wobei sich der Trennabschnitt (24) vorzugsweise in axialer und/oder in radialer Richtung des Arbeitsrotationskolbens (2) erstreckt, um bevorzugt zwei Seitenteile (22, 23) des Arbeitsrotationskolben (2) zu verbinden. k. Der Arbeitsrotationskolben (2) umfasst wenigstens eine Aufnahme (25) für wenigstens eine Gasdurchgangseinrichtung (5).
I. Der Arbeitsrotationskolben (2) umfasst einen radial inneren Abschnitt (2a) und einen radial äu ßeren Abschnitt (2b), die an einem Seitenteil (22) des Arbeitsrotationskolbens (2) miteinander verbunden sind, wobei an einem anderen Seitenteil (23) des Arbeitsrotationskolbens (2) zwischen dem radial inneren Abschnitt (2a) und dem radial äußeren Abschnitt (2b) eine sich in axialer Richtung öffnende Aufnahme (25) für eine Gasdurchgangseinrichtung (5) vorgesehen ist. m. Der Arbeitsrotationskolben (2) bildet oder umfasst wenigstens einen Abschnitt (41 , 43, 45) des Kanals (4), der mit wenigstens einem anderen Abschnitt (42) des Kanals (4), vorzugsweise einem gegenüber dem Gehäuse (1 ) festgelegten Abschnitt (42, 44) des Kanals (1 ), derart ausrichtbar ist, dass die Kanalabschnitte (41 , 42, 43, 44, 45) kommunizieren können, wobei der Abschnitt (41 , 43, 45) des Kanals (4) bevorzugt zumindest abschnittsweise durch eine Mantelfläche (21 ) und/oder durch ein Seitenteil (22, 23) des Arbeitsrotationskolbens (2) gebildet wird. n. Der Arbeitsrotationskolben (2) bildet oder umfasst wenigstens einen Abschnitt (41 , 45) des Kanals (4), der den Arbeitsrotationskolben (2) durchdringt, vorzugsweise in radialer Richtung durchdringt, wobei Abschnitt (41 , 45) des Kanals (4) bevorzugt schlitzförmig ausgebildet ist und sich in Umfangsrichtung des Arbeitsrotationskolbens (2) erstreckt, wobei bevorzugt wenigstens zwei identische Kanalabschnitte (41 , 45) in axialer Richtung des Arbeitsrotationskolbens (2) nebeneinander angeordnet sind. o. Der Arbeitsrotationskolben (2) umfasst eine zylindermantelabschnittsförmige Abdeckung (26), vorzugsweise im Anschluss an ein in Drehrichtung vorderes Ende einer Trennleiste (24), um wenigstens eine der Arbeitskammern (a/a*) in radialer Richtung innenseitig zumindest abschnittsweise zu begrenzen, wobei die Abdeckung (26) vorzugsweise nur über einen Teil des Umfangs des Arbeitsrotations- kolbens (2) verläuft, um eine Öffnung (45) freizuhalten, die sich über wenigstens einen Teil des Umfangs des Arbeitsrotationskolbens (2) erstreckt, so dass der Kanal (4) über die Öffnung (45) mit wenigstens einer der Arbeitskammern (a/a*), bevorzugt wenigstens einer anderen der Arbeitskammern (a/a*), kommunizieren kann. p. Der Arbeitsrotationskolben (2) ist unsymmetrisch aufgebaut. q. Der Arbeitsrotationskolben (2) umfasst Elemente zur Versteifung und/oder Elemente zur Kontrolle der Wärmeausdehnung und/oder Elemente zur Wuchtung, vorzugsweise Rippen und/oder Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungseigenschaften und/oder Materialausnehmungen, insbesondere Wuchtungsbohrungen. r. Der Arbeitsrotationskolben (2) weist einen exzentrischen Schwerpunkt auf. s. Der Arbeitsrotationskolben (2) ist gegenüber dem Gehäuse (1 ) abgedichtet. t. Der Arbeitsrotationskolben (2) umfasst wenigstens eine Dichtung (27), insbesondere eine Dichtleiste (27), die vorzugsweise durch eine Feder in radialer Richtung nach au ßen vorgespannt ist, um einen Trennabschnitt (24) des Arbeitsrotationskolbens (2) gegenüber dem wenigstens einen Hilfsrotationskolben (3) abzudichten, wobei die Dichtung (27) bevorzugt formschlüssig an dem Arbeitsrotationskolben (2) gesichert ist.
4. Rotationskolbenmotor nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der rotierenden Hilfsrotationskolben (3) zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt: a. Der Hilfsrotationskolben (3) ist im Gehäuse angeordnet. b. Der Hilfsrotationskolben (3) umfasst eine Komplementärgeometrie zum Arbeitsrotationskolben (2). c. Der Hilfsrotationskolben (3) wälzt dichtend am Arbeitsrotationskolben (2) ab. d. Der Hilfsrotationskolben (3) teilt einen Raum zwischen dem Arbeitsrotationskolben (2) und dem Gehäuse (1 ) in eine Arbeitskammer (a*) mit zunehmendem Volumen und eine Arbeitskammer (a) mit abnehmendem Volumen. e. Der Hilfsrotationskolben (3) wirkt mit dem Arbeitsrotationskolben (2) derart zusammen, dass der Hilfsrotationskolben (3) ein Arbeitsgas aus wenigstens einer der Arbeitskammern (a/a*) vorzugsweise vollständig verdrängt. f. Der Hilfsrotationskolben (3) umfasst wenigstens einen Aufnahmeabschnitt (32) zur Aufnahme eines Trennabschnitts (24) des Arbeitsrotationskolbens (2). g. Der Hilfsrotationskolben (3) ist mit dem Arbeitsrotationskolben (2) zwangsgekoppelt, vorzugsweise über ein Getriebe, bevorzugt über ein Zahnradgetriebe. h. Der Hilfsrotationskolben (3) ist unsymmetrisch aufgebaut. i. Der Hilfsrotationskolben (3) umfasst Elemente zur Versteifung und/oder Elemente zur Kontrolle der Wärmeausdehnung und/oder Elemente zur Wuchtung, vorzugsweise Rippen und/oder Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungseigenschaften und/oder Materialausnehmungen, insbesondere Wuchtungsbohrungen. j. Der Hilfsrotationskolben (3) weist einen exzentrischen Schwerpunkt auf. k. Der Hilfsrotationskolben (3) ist gegenüber dem Gehäuse (1 ) abgedichtet.
I. Der Hilfsrotationskolben (3) dreht sich mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit als der Arbeitsrotationskolben (2). m. Die Achsen der Hilfsrotationskolben (3) und die Achse des Arbeitsrotationskolbens (2) liegen in einer Ebene.
5. Rotationskolbenmotor nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (4) zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt: a. Der Kanal (4) ist verschließbar. b. Der Kanal (4) ist nur in einer Richtung von dem Arbeitsgas durchfließbar. c. Der Kanal (4) ist im Wesentlichen gasdicht ausgebildet, so dass das Arbeitsgas im Wesentlichen ohne Druckverlust zwischen einer einlassseitigen und einer aus- lassseitigen Mündung des Kanals (4) geführt wird. d. Der Kanal (4) ist einlassseitig und/oder auslassseitig verschließbar, vorzugsweise derart verschließbar, dass der Kanal (4) nur mit einer der Arbeitskammern (a/a*) kommunizieren kann und/oder ein Arbeitsgas in dem Kanal (4) eingeschlossen ist. e. Der Kanal (4) kann einlassseitig und/oder auslassseitig nur in einem Drehwinkelbereich des Arbeitsrotationskolbens (2), vorzugsweise in einem verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitsrotationskolbens (2), mit wenigstens einer der Arbeitskammern (a/a*) kommunizieren, wobei bevorzugt der Drehwinkelbereich des Arbeitsrotationskolbens (2), in welchem der Kanal (4) einlassseitig mit wenigstens einer der Arbeitskammern (a/a*) kommuniziert, unterschiedlich ist von einem Drehwinkelbereich des Arbeitsrotationskolbens (2), in welchem der Kanal (4) auslassseitig mit wenigstens einer anderen der Arbeitskammern (a/a*) kommuniziert. f. Der Kanal (4) kann sich einlassseitig nur zu wenigstens einer der Arbeitskammern (a/a*) öffnen und auslassseitig nur zu wenigstens einer anderen der Arbeitskammern (a/a*) öffnen, so dass ein Arbeitsgas nur aus wenigstens einer der Arbeitskammern (a/a*) in den Kanal (4) einströmen kann und nur in wenigstens eine andere der Arbeitskammern (a/a*) aus dem Kanal (4) ausströmen kann. g. Der Kanal (4) verkürzt einen Weg des Arbeitsgases, wobei ein Weg durch den Kanal (4) zwischen einer einlassseitigen und einer auslassseitigen Mündung des Kanals (4) kürzer ist als eine Bogenlänge um die Achse des Arbeitsrotationskolbens (2) zwischen der einlassseitigen und der auslassseitigen Mündung des Kanals (4). h. Der Kanal (4) umfasst wenigstens zwei Kanalabschnitte (41 , 42, 43, 44, 45), die aufeinander ausrichtbar sind, um miteinander kommunizieren zu können, wobei wenigstens einer der Kanalabschnitte (41 , 45) im Gehäuse rotiert und wenigstens ein anderer der Kanalabschnitte (42, 44) zum Gehäuse (1 ) gehört oder gegenüber dem Gehäuse (1 ) festgelegt ist, wobei wenigstens einer der rotierenden Ka- nalabschnitte (41 , 45) und wenigstens einer der feststehenden Kanalabschnitte (42, 44) in einem Drehwinkelbereich des Arbeitsrotationskolbens (2), bevorzugt in einem verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitsrotationskolbens (2), miteinander kommunizieren können, wobei wenigstens einer der rotierenden Kanalabschnitte (41 , 45) radial innerhalb eines der feststehenden Kanalabschnitte (42,
44) angeordnet ist und/oder wenigstens einer der rotierenden Kanalabschnitte (41 , 45) radial außerhalb wenigstens eines der feststehenden Kanalabschnitte (42, 44) angeordnet ist. i. Der Kanal (4) umfasst wenigstens zwei Gruppen von Kanalabschnitten (41 , 42, 43, 44, 45), wobei die Kanalabschnitte (41 , 42, 43, 44, 45) einer Gruppe aufeinander ausrichtbar sind, um miteinander kommunizieren zu können, wobei wenigstens einer der Kanalabschnitte (41 , 45) einer Gruppe im Gehäuse rotiert und wenigstens ein anderer der Kanalabschnitte (42, 44) einer Gruppe zum Gehäuse (1 ) gehört oder gegenüber dem Gehäuse (1 ) festgelegt ist, wobei wenigstens einer der rotierenden Kanalabschnitte (41 , 45) und wenigstens einer der feststehenden Kanalabschnitte (42, 44) einer Gruppe in einem Drehwinkelbereich des Arbeitsrotationskolbens (2), bevorzugt in einem verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitsrotationskolbens (2), miteinander kommunizieren können, wobei die Kanalabschnitte (41 , 42, 43, 44, 45) verschiedener Gruppen bezogen auf die Achse des Arbeitsrotationskolbens (2) vorzugsweise in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung einander nicht überlappen, wobei bevorzugt die Kanalabschnitte einer Gruppe (41 , 42) und die Kanalabschnitte (44,
45) einer anderen Gruppe nur in verschiedenen Drehwinkelbereichen des Arbeitsrotationskolbens (2) miteinander kommunizieren können, wobei wenigstens einer der rotierenden Kanalabschnitte (41 , 45) einer Gruppe radial innerhalb eines der feststehenden Kanalabschnitte (42, 44) einer Gruppe angeordnet ist und/oder wenigstens einer der rotierenden Kanalabschnitte (41 , 45) einer Gruppe radial außerhalb wenigstens eines der feststehenden Kanalabschnitte (42, 44) einer Gruppe angeordnet ist. j. Der Kanal (4) mündet einlassseitig und/oder auslassseitig im Wesentlichen tangential zum Umfang des Arbeitsrotationskolbens (2) in wenigstens eine der Arbeitskammern (a/a*), wobei ein Winkel, den eine Achse des Kanals (4) zur Tangente an den Umfang des Arbeitsrotationskolbens (2) im Bereich der Mündung beschreibt, vorzugsweise nicht größer ist als 89°, bevorzugt nicht größer ist als 45° besonders bevorzugt nicht größer ist als 30° und ganz besonders bevorzugt nicht größer als 15° gemessen in oder entgegen der Drehrichtung des Arbeitsro- tationskolbens (2). k. Der Kanal (4) mündet einlassseitig und/oder auslassseitig in axialer und/oder in radialer Richtung, vorzugsweise in radialer Richtung von innen, in wenigstens eine der Arbeitskammern (a/a*).
I. Der Kanal (4) geht einlassseitig von einem hinteren Ende wenigstens einer der Arbeitskammern (a/a*) ab. m. Der Kanal (4) mündet auslassseitig an einem vorderen Ende in wenigstens eine der Arbeitskammern (a/a*). n. Der Kanal (4) verläuft zumindest abschnittsweise innerhalb des Arbeitsrotations- kolbens (2), vorzugsweise entlang und/oder innerhalb einer Mantelfläche (21 ) und/oder entlang oder innerhalb zumindest eines Seitenteils (22, 23) des Arbeits- rotationskolbens (2). o. Ein Querschnitt des Kanals (4) konvergiert einlassseitig und/oder divergiert auslassseitig. p. Eine auslassseitige Mündung des Kanals (4) erstreckt sich über wenigstens 50%, vorzugsweise über wenigstens 75%, bevorzugt über 100% der axialen Länge und/oder der Umfangslänge der damit kommunizierenden Arbeitskammer. q. Eine einlassseitige Mündung des Kanals (4) und eine auslassseitige Mündung des Kanals (4) überlappen sich nicht in axialer Richtung und/oder nicht in radialer Richtung und/oder nicht in Umfangsrichtung bezogen auf die Achse des Arbeits- rotationskolbens (2). r. Eine einlassseitige Mündung des Kanals (4) und eine auslassseitige Mündung des Kanals (4) sind in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung bezogen auf die Achse des Arbeitsrotationskolbens (2) voneinander beabstandet. s. Eine einlassseitige Mündung des Kanals (4) und eine auslassseitige Mündung des Kanals (4) sind unterschiedlich groß, wobei die auslassseitige Mündung des Kanals (4) vorzugsweise größer ist, vorzugsweise um wenigstens 50% größer ist, bevorzugt um wenigstens 100% größer ist, besonders bevorzugt um wenigstens 200% größer ist als die einlassseitige Mündung des Kanals (4). t. Wenigstens ein zweiter Kanal (4) überführt ein Arbeitsgas aus wenigstens einer weiteren der Arbeitskammern (b) in wenigstens noch eine weitere der Arbeitskammern (b*).
6. Rotationskolbenmotor nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskolbenmotor wenigstens eine Zündkammer (43) aufweist, die zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt: a. Der Kanal (4) leitet ein Arbeitsgas durch die Zündkammer (43), vorzugsweise ausschließlich durch die Zündkammer (43). b. Die Zündkammer (43) kommuniziert mit dem Kanal (4). c. Die Zündkammer (43) ist radial innerhalb und/oder axial innerhalb des Arbeitsro- tationskolbens (2) angeordnet. d. Die Zündkammer (43) ist radial innerhalb und/oder axial innerhalb des Arbeitsro- tationskolbens (2) ausgebildet. e. Die Zündkammer (43) befindet sich zumindest im Zeitpunkt der Zündung wenigstens teilweise zwischen der Achse des Arbeitsrotationskolbens (2) und der Achse wenigstens eines der Hilfsrotationskolben (3). f. Die Zündkammer (43) überlappt wenigstens eine der Arbeitskammern (a/a*), vorzugsweise eine mit der einlassseitigen Mündung des Kanals (4) kommunizierende Arbeitskammer (a), in radialer Richtung. g. Die Zündkammer (43) kann über wenigstens eine Öffnung mit einer Einspritzeinrichtung und/oder einer Zündeinrichtung (6) kommunizieren, wobei die Öffnung vorzugsweise verschließbar ist, wobei bevorzugt mehrere Zündeinrichtungen auf verschiedenen Seiten der Zündkammer (43) angeordnet sind. h. Die Zündkammer (43) umfasst eine Kühlung, vorzugsweise eine Wasserkühlung, und/oder eine Ölschmierung, vorzugsweise eine Druckumlaufschmierung. i. Die Zündkammer (43) ist als Ausnehmung oder Tasche des Arbeitsrotationskol- bens (2) ausgebildet. j. Die Zündkammer (43) rotiert mit dem Arbeitsrotationskolben (2). k. Der Arbeitsrotationskolben (2) rotiert um die Zündkammer (43).
I. Die Zündkammer (43) ist gegenüber dem Gehäuse (1 ) festgelegt, vorzugsweise verstellbar gegenüber dem Gehäuse (1 ) festgelegt. m. Die Zündkammer (43) umfasst und/oder bildet einen Abschnitt (43) des Kanals (4). n. Die Zündkammer (43) befindet sich an einem auslassseitigen Ende des Kanals (4). o. Die Zündkammer (43) bildet ein auslassseitiges Ende des Kanals (4). p. Die Zündkammer (43) öffnet sich divergierend zu wenigstens einer der Arbeitskammern (a/a*), vorzugsweise zu einem vorderen Ende wenigstens einer der Arbeitskammern (a/a*).
7. Rotationskolbenmotor nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskolbenmotor wenigstens eine Gasdurchgangseinrichtung (5) aufweist, die wenigstens eine der folgenden Anforderungen erfüllt: a. Der Kanal (4) leitet ein Arbeitsgas durch die Gasdurchgangseinrichtung (5), vorzugsweise ausschließlich durch die Gasdurchgangseinrichtung (5). b. Die Gasdurchgangseinrichtung (5) kommuniziert mit dem Kanal (4). c. Die Gasdurchgangseinrichtung (5) bildet einen Teil des Gehäuses (1 ). d. Die Gasdurchgangseinrichtung (5) ist von innen oder von au ßen am Gehäuse (1 ) festgelegt. e. Die Gasdurchgangseinrichtung (5) ist verstellbar am Gehäuse (1 ) festgelegt. f. Die Gasdurchgangseinrichtung (5) ist mechanisch justierbar oder dynamisch verstellbar, vorzugsweise durch eine Steuerung oder Regelung dynamisch verstellbar. g. Die Gasdurchgangseinrichtung (5) ist in Umfangsrichtung gegenüber dem Gehäuse verdrehbar. h. Die Gasdurchgangseinrichtung (5) ist koaxial zum Arbeitsrotationskolben (2) angeordnet. i. Die Gasdurchgangseinrichtung (5) ist im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet. j. Die Gasdurchgangseinrichtung (5) ist radial und/oder axial innerhalb des Arbeitsrotationskolbens (2) angeordnet. k. Die Gasdurchgangseinrichtung (5) begrenzt wenigstens eine der Arbeitskammern (a/a*) in radialer Richtung zumindest einseitig, vorzugsweise radial innenseitig.
I. Die Gasdurchgangseinrichtung (5) begrenzt die Zündkammer (43) in radialer Richtung zumindest einseitig, vorzugsweise radial außenseitig. m. Die Gasdurchgangseinrichtung (5) umfasst die Zündkammer (43). n. Die Gasdurchgangseinrichtung (5) ist vorzugsweise dichtend in eine Aufnahme (25) des Arbeitsrotationskolbens (2) einsetzbar, so dass vorzugsweise die Gasdurchgangseinrichtung (5) und ein radial äu ßerer Abschnitt (2b) des Arbeitsrotationskolbens (2) gemeinsam wenigstens abschnittsweise zumindest eine der Arbeitskammern (a/a*) definieren und/oder die Gasdurchgangseinrichtung (5) und ein radial innerer Abschnitt (2a) des Arbeitsrotationskolbens (2) gemeinsam wenigstens abschnittsweise zumindest eine Zündkammer (43) definieren. o. Die Gasdurchgangseinrichtung (5) umfasst wenigstens einen Abschnitt (42, 44) des Kanals (4), der mit wenigstens einem anderen Abschnitt (41 , 43, 45) des Kanals (4), vorzugsweise mit einem rotierenden Kanalabschnitt (41 , 43, 45), bevorzugt mit einem Kanalabschnitt (41 , 43, 45) des Arbeitsrotationskolbens (2), derart ausrichtbar ist, dass die Kanalabschnitte (41 , 42, 43, 44, 45) kommunizieren können, insbesondere in axialer und/oder radialer Richtung bezogen auf die Achse des Arbeitsrotationskolbens (2). p. Die Gasdurchgangseinrichtung (5) umfasst wenigstens zwei Abschnitte (42, 44) des Kanals (4), die abwechselnd mit jeweils wenigstens einem anderen Abschnitt (41 , 43, 45) des Kanals (4), vorzugsweise mit einem rotierenden Kanalabschnitt (41 , 43, 45), bevorzugt mit einem Kanalabschnitt (41 , 43, 45) des Arbeitsrotati- onskolbens (2), derart ausrichtbar sind, dass die Kanalabschnitte (41 , 42, 43, 44, 45) kommunizieren können, insbesondere in axialer und/oder radialer Richtung bezogen auf die Achse des Arbeitsrotationskolbens (2). q. Die Gasdurchgangseinrichtung (5) umfasst wenigstens zwei gegeneinander verstellbare Gasdurchgangsabschnitte (51 , 52), die jeweils wenigstens einen Abschnitt (42, 44) des Kanals (4) umfassen, wobei die Gasdurchgangsabschnitte (51 , 52) vorzugsweise verstellbar sind während die Abschnitte (42, 44) des Kanals (4) miteinander kommunizieren, wobei die Gasdurchgangsabschnitte (51 , 52) bevorzugt gegeneinander verdrehbar sind. r. Die Gasdurchgangseinrichtung (5) umfasst wenigstens einen Nachverdichter (7). s. Wenigstens einer der Kanalabschnitte (42, 44) der Gasdurchgangseinrichtung (5) ist im Wesentlichen schlitzförmig ausgebildet und erstreckt sich in Umfangsrich- tung durch eine Mantelfläche (50) der Gasdurchgangseinrichtung (5).
8. Rotationskolbenmotor nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Arbeitskammern (a/a*) zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt: a. Wenigstens eine der Arbeitskammern (a) bildet eine Verdichtungskammer zum Verdichten eines Arbeitsgases. b. Wenigstens eine der Arbeitskammern (a*) bildet eine Expansionskammer zum Expandieren eines Arbeitsgases. c. Wenigstens zwei der Arbeitskammern (a/a*) weisen in Bezug auf eine Rotationsachse des Arbeitsrotationskolbens (2) unterschiedliche axiale und/oder radiale Abmessungen auf. d. Wenigstens zwei der Arbeitskammern (a/a*) weisen in einer Ebene, die eine Rotationsachse des Arbeitsrotationskolbens (2) einschließt, unterschiedliche Querschnittsformen auf. e. In einer Ebene, die eine Rotationsachse des Arbeitsrotationskolbens (2) einschließt, bildet eine Arbeitskammer oder Gruppe von Arbeitskammern mit der größeren Querschnittsfläche eine Verdichtungskammer oder Gruppe von Verdichtungskammern, und eine Arbeitskammer oder Gruppe von Arbeitskammern mit der kleineren Querschnittsform bildet eine Expansionskammer oder Gruppe von Expansionskammern. f. Wenigstens zwei der Arbeitskammern (a/a*) sind in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet. g. Wenigstens zwei der Arbeitskammern (a/a*), vorzugsweise alle Arbeitskammern (a/a*), sind in Umlaufrichtung hintereinander angeordnet. h. Wenigstens zwei der Arbeitskammern (a/a*) sind in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung überlappend angeordnet. i. Wenigstens zwei der Arbeitskammern (a/a*) sind in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung nicht überlappend angeordnet. j. Wenigstens zwei der Arbeitskammern (a/a*) sind in axialer Richtung zumindest abschnittsweise nebeneinander angeordnet.
9. Rotationskolbenmotor nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskolbenmotor (1 ) wenigstens einen Nachverdichter aufweist, der zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt: a. Der Kanal (4) leitet ein Arbeitsgas durch den Nachverdichter (7), vorzugsweise ausschließlich durch den Nachverdichter (7), so dass das Arbeitsgas im Nachverdichter (7) verdichtet wird. b. Der Nachverdichter (7) kommuniziert mit dem Kanal (4). c. Der Nachverdichter (7) verdichtet das Arbeitsgas nach dem Verlassen wenigstens einer der Arbeitskammern (a/a*). d. Der Nachverdichter (7) verdichtet das Arbeitsgas vor dem Einbringen in eine andere der Arbeitskammern (a/a*). e. Der Nachverdichter (7) verdichtet das Arbeitsgas mechanisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch. f. Der Nachverdichter (7) verdrängt das Arbeitsgas vorzugsweise vollständig in Richtung einer auslassseitigen Arbeitskammer (a*). g. Der Nachverdichter (7) unterstützt das Einleiten des Arbeitsgases in eine einlass- seitige Arbeitskammer (a*) durch Ansaugung des Arbeitsgases während der Nachverdichter (7) über den Kanal (4) mit der einlassseitige Arbeitskammer (a*) kommuniziert. h. Der Nachverdichter (7) bewirkt eine Selbstzündung des Arbeitsgases durch Verdichtung. i. Der Nachverdichter (7) umfasst einen Hubkolbenverdichter mit wenigstens einem Hubkolben (71 ) und wenigstens einer Verdichtungskammer (70), wobei der Hubkolbenverdichter vorzugsweise an entgegen gesetzten Enden des Hubkolbens (71 ) zwei Verdichtungskammern (70) bildet, wobei der Hubkolben (71 ) bevorzugt wenigstens eine einlassseitige und/oder wenigstens eine auslassseitige Öffnung der Verdichtungskammer (70) vorübergehend schließt und vorübergehend öffnet. j. Der Nachverdichter (7) umfasst wenigstens einen Nocken (72), um vorzugsweise wenigstens einen Hubkolben (71 ) des Hubkolbenverdichters zu bewegen, wobei der Nocken (72) vorzugsweise mechanisch mit dem Arbeitsrotationskolben (2) gekoppelt ist und/oder koaxial zum Arbeitsrotationskolben (2) angeordnet ist, wobei sich der Nocken (72) bevorzugt mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie der Arbeitsrotationskolben (2) dreht. k. Der Nachverdichter (7) ist zumindest abschnittsweise radial innerhalb und/oder axial innerhalb des Arbeitsrotationskolbens (2) angeordnet.
I. Der Nachverdichter (7) bildet zumindest abschnittsweise die Zündkammer (43). m. Das Arbeitsgas wird innerhalb des Nachverdichters (7) gezündet.
10. Verfahren zum Betrieb eines Rotationskolbenmotors, insbesondere des Rotationskolbenmotors nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend mindestens zwei Arbeitskammern (a/a*), die durch ein Gehäuse (1 ), einen darin rotierenden Arbeitsrotationskolben (2) und wenigstens einen rotierenden Hilfsrotationskolben (3) gebil- det werden, wobei ein Arbeitsgas über wenigstens einen Kanal (4) aus wenigstens einer der Arbeitskammern (a) in wenigstens eine andere der Arbeitskammern (a*) überführbar ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a. Verdichten eines Arbeitsgases in einer wenigstens einer der Arbeitskammern
(a/a*); b. Einbringen des verdichteten Arbeitsgases in den Kanal (4); und c. Ableiten des Arbeitsgases zur Expansion in wenigstens eine andere der Arbeitskammern (a/a*).
PCT/EP2012/065158 2011-08-02 2012-08-02 Rotationskolbenmotor, insbesondere mit zündkammerumlaufenden rotationskolben WO2013017662A2 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201280048555.2A CN104040115B (zh) 2011-08-02 2012-08-02 尤其具有围绕点燃室循环的旋转活塞的旋转活塞式发动机
EP12742918.1A EP2739827A2 (de) 2011-08-02 2012-08-02 Rotationskolbenmotor, insbesondere mit zündkammerumlaufenden rotationskolben
US14/236,808 US20150308272A1 (en) 2011-08-02 2012-08-02 Rotary piston engine, in particular with rotary pistons circulating about the ignition chamber
RU2014107782A RU2627487C2 (ru) 2011-08-02 2012-08-02 Роторно-поршневой двигатель

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011109966.6 2011-08-02
DE102011109966.6A DE102011109966B4 (de) 2011-08-02 2011-08-02 Rotationskolbenmotor, insbesondere mit zündkammerumlaufenden Rotationskolben

Publications (3)

Publication Number Publication Date
WO2013017662A2 WO2013017662A2 (de) 2013-02-07
WO2013017662A3 WO2013017662A3 (de) 2013-06-27
WO2013017662A9 true WO2013017662A9 (de) 2013-09-26

Family

ID=46603984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/065158 WO2013017662A2 (de) 2011-08-02 2012-08-02 Rotationskolbenmotor, insbesondere mit zündkammerumlaufenden rotationskolben

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20150308272A1 (de)
EP (1) EP2739827A2 (de)
CN (1) CN104040115B (de)
DE (1) DE102011109966B4 (de)
RU (1) RU2627487C2 (de)
WO (1) WO2013017662A2 (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013002311A1 (de) 2013-02-07 2014-05-08 Brands & Products IPR-Holding GmbH & Co.KG RB-Rotationskolbenmotor
EA201600558A1 (ru) * 2014-01-28 2018-01-31 Имре Надь Бескомпрессорный роторный двигатель внутреннего сгорания и способ его осуществления
CN108301916B (zh) * 2017-11-14 2024-01-16 谢华秋 一种发动机及其内燃驱动转动方法
WO2019110611A1 (de) * 2017-12-04 2019-06-13 Glenn Rolus Borgward Rotationskolbenvorrichtung
EP3527781A1 (de) * 2018-02-14 2019-08-21 Fuelsave GmbH Drehkolbenmotor und verfahren zum betreiben eines drehkolbenmotors
CH715666A1 (de) * 2018-12-17 2020-06-30 Cermo International Group Ltd Drehkolbenmotor.
US11788462B2 (en) 2020-07-29 2023-10-17 Astron Aerospace Llc Rotary engine, parts thereof, and methods
US11384684B2 (en) 2019-08-09 2022-07-12 Astron Aerospace Llc Rotary engine, parts thereof, and methods
DE102020125319B3 (de) * 2020-09-29 2021-05-27 Jan Leberwurst Rotationskolbenmotor
US20230392542A1 (en) * 2020-10-23 2023-12-07 David George ROBSON A rotary drive apparatus
WO2024191587A2 (en) * 2023-02-24 2024-09-19 Astron Aerospace Llc Rotary engine, parts thereof, and methods

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1168099A (en) * 1910-09-30 1916-01-11 Newell H Motsinger Rotary gas-engine.
US1446079A (en) * 1921-03-12 1923-02-20 Shirley S Ford Rotary engine
US2070631A (en) * 1936-01-25 1937-02-16 Sunderland Morton Rotary internal combustion engine
BE562613A (de) * 1956-11-23
US3435808A (en) * 1967-04-10 1969-04-01 Clayg Corp The Rotary engine
US3640252A (en) * 1970-04-13 1972-02-08 Raymond G Spinnett Rotary internal combustion engine
US3780710A (en) * 1970-10-22 1973-12-25 Z Przybylski Rotary internal-combustion engine
US3811804A (en) * 1972-12-29 1974-05-21 L Roth Rotary engine with interengaging rotating members and reversing valve
GB1454329A (en) * 1973-06-23 1976-11-03 Baptista F A Rotary internal-combustion engine
FR2313550A1 (fr) * 1975-05-31 1976-12-31 Gail Josef Machine a pistons rotatifs
JPS59231137A (ja) * 1983-06-10 1984-12-25 Katsuhiko Sakata ロ−タリイエンジン
CN1031406A (zh) * 1988-04-20 1989-03-01 生三胜 旋转发动机
NO169672C (no) * 1989-01-09 1992-07-22 3 D Int As Kraftomsetningsmaskin med stempler som beveges parvis i forhold til hverandre i et sfaerisk hus.
DE3905081A1 (de) * 1989-02-18 1990-08-23 German Bolter Rotationskolbenmaschine
US6488004B1 (en) * 1996-11-01 2002-12-03 Medis El Ltd. Toroidal internal combustion engine and method for its thermo-stabilization
US6129067A (en) * 1997-11-28 2000-10-10 Riley; Thomas Rotary engine
DE10104642C1 (de) * 2001-02-02 2002-05-23 Harald Thomsen Rotationskolbenmotor
US20060150946A1 (en) * 2005-01-11 2006-07-13 Wright H D R Rotary piston engine
US7201134B2 (en) * 2005-03-09 2007-04-10 Aaron Matthew Guest Parallel rotary engine
RU2325542C2 (ru) * 2006-06-13 2008-05-27 Алексей Кадырович Ашмарин Многороторный двигатель внутреннего сгорания
DE102007022880B3 (de) * 2007-05-14 2008-07-17 SCHWÄBISCH, Reiner Umlaufkolbenmaschine, die als Kraft- und Arbeitsmaschine ausgebildet ist und Verfahren zur Gewinnung von mechanischer Energie aus der anfallenden ungenutzten Wärmeenergie
AT10063U1 (de) * 2007-07-20 2008-08-15 Ackerl Franz Dr Kreiskolbenmotor
DE102009033672B4 (de) * 2009-07-17 2011-06-01 Wilhelm Talhoff Drehkolben-Brennkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2627487C2 (ru) 2017-08-08
DE102011109966B4 (de) 2016-12-01
DE102011109966A1 (de) 2013-02-21
WO2013017662A2 (de) 2013-02-07
RU2014107782A (ru) 2015-09-10
CN104040115A (zh) 2014-09-10
WO2013017662A3 (de) 2013-06-27
EP2739827A2 (de) 2014-06-11
US20150308272A1 (en) 2015-10-29
CN104040115B (zh) 2017-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011109966B4 (de) Rotationskolbenmotor, insbesondere mit zündkammerumlaufenden Rotationskolben
DE212014000032U1 (de) Vorrichtung für eine Verdrängungsmaschine, Steuergetriebeanordnung für diese Vorrichtung, und Verwendung der Steuergetriebeanordnung
WO2006084542A1 (de) Rotor-kolben-verbrennungsmotor
WO2012019604A2 (de) Kolbenmaschine
EP1645719A1 (de) Motor und Kraftgewinnungsverfahren
EP1499799B1 (de) Rotationskolbenmaschine
DE2143345C3 (de) Parallel- und innenachsige Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Zwei-Fach-Anordnung
EP0899423A1 (de) Spiralverdrängermaschine für kompressible Medien
DE102010006487A1 (de) Drehkraftmaschine mit drei rotierenden Verdrängern, mit zusatzlicher Vorexpansionsstufe, einziehbaren Dichtleisten und äußeren Verzahnung den allen Rotoren
DE69303008T2 (de) Spiralverdichter
DE102006014425A1 (de) Brennstoffrotationskolbenmotor
DE102005038302A1 (de) Brennstoffrotationsmotor, insbesondere zum Antrieb von Kraftfahrzeugen
DE9401804U1 (de) Verbrennungskraftmaschine
DE19837729A1 (de) Drehkolbenmaschine
DE3110055A1 (de) Drehkolbenkompressor
DE102007062289A1 (de) Verfahren zur Optimierung von Wälzkolbenmotoren und Anordnung von Systemen zur Eigenverdichtung
EP1873352A1 (de) Aufladeeinrichtung für Verbrennungskraftmaschinen
EP3084128B1 (de) Verbrennungsmotor
DE102014003591B4 (de) Drehkolbenverbrennungsmotor
DE2838000C3 (de) Parallel- und innenachsige Kreiskolben-Brennkraftmaschine in mechanischer Parallelschaltung mit einem Kreiskolben-Ladeluftverdichter
DE102013103752B3 (de) Rotationskolbenmotor
DE102020124450A1 (de) Rotationskolbenmotor
DE3237157A1 (de) Rotationskolbenmotor
DE2015878C3 (de) Rotationskolben-Kraftmaschine
DE202006004847U1 (de) Verbrennungsmotor

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12742918

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012742918

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase in:

Ref document number: 2014107782

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14236808

Country of ref document: US