DE3150654A1

DE3150654A1 - Vrbrennungsmotor mit einer rotierenden kolbenanordnung

Info

Publication number: DE3150654A1
Application number: DE19813150654
Authority: DE
Inventors: Gerhard K. 7000 Stuttgart Kienle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-12-21
Filing date: 1981-12-21
Publication date: 1983-07-14
Also published as: SE8207271D0; SE455213B; FR2518646B1; FR2518646A1; IT1191096B; SE8207271L; GB2112459A; US4537162A; JPS58110823A; IT8224395A1; JPH031491B2; GB2112459B; IT8224395A0; DE3150654C2

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verbrennungsmotor mit einer rotierenden Kolbenanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Verbrennungsmotoren sind als sog. Kreiskolbenmotoren bekannt, die gegenüber den Hubkolbenmotoren die mechanischen Vorteile bieten, daß keine Bewegungsumformung notwendig ist und daß keine freien Massenkräfte auftreten. Bei den Kreiskolbenmotoren ist jedoch die Abdichtung des rotierenden Kolbens gegenüber dem Gehäuse schwierig und relativ aufwendig. Auch die Geometrie des rotierenden Kolbens und des Innenraumes des Gehäuses ist relativ kompliziert, so daß die Herstellung dieser beiden Teile aufwendig und kostspielig ist. Des weiteren ist auch die exzentrische Lagerung des rotierenden Kolbens in Bezug auf den Gehäusemittelpunkt Anlaß zu erhöhten und komplizierten Aufwendungen bezüglich der Getriebeverbindung von Kolben und Abtriebswelle.

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-/ir.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verbrennungsmotor mit einer rotierenden Kolbenanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, der hinsichtlich seines geometrischen und konstruktiven Aufbaues einfacher ist und bei dem wesentlich geringere Abdichtungsprobleme auftreten.

Diese Aufgabe wird bei einem Verbrennungsmotor mit einer rotierenden Kolbenanordnung der genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor mit einer rotierenden Kolbenanordnung bietet einen erheblich vereinfachten geometrischen und damit konstruktiven Aufbau, da das Element, das mit den Kolbenelementen umläuft, sowohl innen als auch außen einfache geometrische Kreisformen besitzt. Der Zylinder rotiert um seine Längsachse, so daß hier keinerlei exzentrische Bewegungsabläufe vorhanden und damit aufwendige Getriebe notwendig wären. Die Abdichtungsprobleme reduzieren sich ähnlich wie beim Hubkolbenmotor im wesentlichen auf die Abdichtung sich linear gegeneinander bewegender Teile,

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wie des Kolbenelementes und des Ventilschiebers .

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung sind in dem Zylinder der rotierenden Kolbenanordnung zwei um 180° gegeneinander versetzte Kolbenelemente schwenkbar angelenkt, Dadurch ist eine Anordnung geschaffen, bei der sich innerhalb des rotierenden Systems die Massenträgheitskräfte im wesentlichen gegeneinander aufheben. Bei einem Viertaktmotor wirken dabei die beiden Kolbenelemente im Takt unterstützend gegeneinander.

Die Kolbenelemente besitzen eine einfache Kreisbogenform, die zumindest an der der Arbeitskammer zugewandten Seite dem Radius der Innenwandung des Zylinders angepasst ist. Das Kolbenelement ist dabei an seinem einen Ende an einer ortsfesten Schwenkachse angelenkt, während das freie Ende mit einem einarmigen Hebel in Verbindung steht, der an einer zur Rotationsachse des Zylinders exzentrischen Achse gehalten ist. Auf diese Weise wird die Rotation des Zylinders durch die beiden Kolbenelemente bewirkt, die in gegenläufigem Takt unter Vergrößerung

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und Verkleinerung der Arbeitskammern in radialer Richtung hin- und herbewegt werden.

Auch die radiale Bewegung der Ventilschieber wird durch die Rotationsbewegung des Zylinders zwangsgesteuert, und zwar in der Weise, daß die Schieber in einer Kulissenführung geführt sind, welche an einem gegenüberliegenden Deckel des die Rotationskolbenanordnung aufnehmenden ortsfesten Gehäuses vorgesehen ist.

Die Kühlung des Verbrennungsmotors kann gemäß vorliegender Erfindung in sehr einfacher Weise erfolgen, nämlich in der Weise, daß zwischen dem rotierenden Zylinder und dem Gehäuse ein Ringspalt vorhanden ist, dessen Boden und Deckenseite mit Zu- bzw. Abgangsöffnungen für das Kühlmittel versehen ist. Im Ringspalt können am Zylinder befestigte Kühlflügel· vorgesehen sein. Außerdem kann die Kühlung auch innerhalb des rotierenden Zylinders in demjenigen Raum erfolgen, der u.a. von der den Arbeitskammern abgewandten Seite des Kolbenelementes begrenzt ist. Die Zu- und Abführung des Kühlmittels, bspw. öl, erfolgt vorzugsweise bodenseitig über das Gehäuse und den Boden des rotierenden Zylinders. Dabei ist es in vor-

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teilhafter Weise nicht notwendig, das Kühlmittel mit einer gesonderten Pumpe anzutreiben, da als solche die sich radial hin- und herbewegenden Kolbenelemente wirken. 5

Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor mit einer rotierenden Kolbenanordnung kann sowohl für sog. Otto-Motoren als auch für Diesel-Motoren eingesetzt werden. Beim Einsatz als Otto-Motor werden in vorteilhafter Weise zwei Zündkerzen am rotierenden Zylinder an Stellen angeordnet, die demjenigen Seitenbereich der Arbeitskammer zugewandt sind, die dem jeweiligen freien Ende des Kolbenelementes gegenüberliegen. Den beiden Zündkerzen ist ein am Gehäuse angeordnetes und in den Ringspalt ragender Kontakt zugeordnet, so daß jeweils eine Zündkerze immer dann zündet, wenn sie mit diesem ortsfesten Kontakt in Verbindung kommt.

0 Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigen:

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Figur 1 in schematischer Darstellung einen vertikalen Querschnitt durch einen Verbrennungsmotor mit einer rotierenden Kolbenanordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel

vorliegender Erfindung,

Figur 2 einen horizontalen Schnitt längs

der Linie II-II der Figur 1, 10

Figur 3 die Draufsicht auf den mit Ventilschiebern versehenen Deckel der rotierenden Kolbenanordnung,

Figur 4 die Draufsicht auf den Deckel des

die rotierende Kolbenanordnung aufnehmenden Gehäuses, und

Figur 5 die Draufsicht auf die zusammengebaute Einheit gemäß Pfeil V der Figur 1, je

doch in einer Stellung der rotierenden Kolbenanordnung, die um 36 0° gegenüber derjenigen der Figuren 1 bis 4 gedreht ist.

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■/IS-

Der in der Zeichnung dargestellte Verbrennungsmotor 11 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung ist mit einer rotierenden Kolbenanordnung 12 versehen, die innerhalb eines ortsfesten Gehäuses bzw. Motorblocks

13 konzentrisch und um die gemeinsame Längsachse

14 drehbar gelagert angeordnet ist. Unmittelbar mit der rotierenden Kolbenanordnung 12 ist eine Abtriebswelle 16 fest verbunden. Wenn auch im dargestellten AusfUhrungsbeispiel der Verbrennungsmotor 11 als Motor mit Fremdzündung mittels Zündkerzen 17, also als Otto-Motor dargestellt ist, versteht es sich, daß dieser Verbrennungsmotor prinzipiell auch als Motor mit Selbstzündung, also als Diesel-Motor einsetzbar ist. Wie noch zu zeigen sein wird, wird beim erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor 11 das Viertakt-Arbeitsverfahren angewendet, das in bekannter Weise aus

1. dem Ansaugen des Gasluftgemisches,

2. dem Verdichten dieses Gemisches,

3. der Verbrennung mit anschließender Ausdehnung des Gases und

4. dem Ausschieben des Gases besteht.

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Der Verbrennungsmotor 11 ist ferner mit einem Außenraum 18 und/oder einem Innenraum 19 zur Kühlung versehen.

Bevor auf die schematische Zeichnung im einzelnen eingegangen wird, sei vorab bemerkt, daß es sich hier insofern nur um eine schematische Darstellung dieses erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors 11 handelt, als weder Lager zwischen den rotierenden und den ortsfesten Teilen noch Dichtungen zwischen den sich relativ zueinander bewegenden Teilen und den die Arbeitskammern begrenzten Teilen eingezeichnet sind. Es versteht sich, daß diese in entsprechender Weise vorhanden sind.

Aus Figur 1 ist ersichtlich, daß das Gehäuse bzw. der Motorblock 13 aus einem zylindrischen Mantel 21, einem mit diesem fest verbundenen ggf. einstückigen Boden 22 und einem mit dem Zylindermantel 21 fest verbindbaren Deckel 23 zusammengesetzt ist. Der Boden 22 ist mit einem nach innen vorragenden,, zur Rotationsachse 14 konzentrischen, gegebenenfalls angeformten Lagerauge 2 4 für die Rotationskolbenanordnung 12 versehen.

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Die rotierende Kolbenanordnung 12 besitzt einen Zylinder 26, der innerhalb des Motorblocks 13 drehbar gelagert ist. Der Zylinder 26 besitzt einen außen zylindrischen Mantel 27, in dem diaroetral gegenüberliegend die beiden Zündkerzen 17 eingeschraubt sind, einen Boden 28, der mit einer Bohrung 29 versehen ist, und einen mit dem Mantel 2 7 drehfest verbundenen, jedoch abnehmbaren Deckel 31, mit dem die Abtriebswelle 16 drehfest verbunden ist. Die Bohrung 29 des Bodens 28 des Zylinders 26, dessen Längsachse mit der des Motorblocks 13 zusammenfällt, ist konzentrisch zur Längsachse 14 und hat einen solchen Durchmesser, daß sie über das Lagerauge 24 passt. Unter Zwischenfügen von entsprechenden axialen und radialen Lagern zwischen dem Zylinderboden 28 und dem Gehäuseboden 2 2 einerseits und dem Zylinderdeckel 31 bzw. der Abtriebswelle 16 und dem Gehäusedeckel 2 3 andererseits ist der Zylinder 26 innerhalb des Motorblocks 13 rotierend gehalten.

Insbesondere aus Figur 2 ist die Anordnung von zwei Kolbenelementen 33 und 34 innerhalb des Zylinders 26 ersichtlich. Die Kolbenelemente 33 und 34, die mit dem Zylinder 26 drehfest verbunden sind,

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sind innerhalb des Zylinders 26 schwenkbar gelagert und bilden zusammen mit kreisbogenförmigen Innenwandungsbereichen 36, 37 und 46, 47 zwei volumenveränderliche Arbeitskammern 3 8 und 39. Die Kolbenelemente 3 3 und 31 sind etwa sichel- oder kreisbogenförmig ausgebildet, wobei ihre dem Innenwandungsbereich 36, 37 des Zylindermantels 27 zugewandte Innenfläche 41, 42 etwa denselben oder einen etwas kleineren Radius als die Zylindermantel-Innenwandungsbereiche 36, 37 aufweist. Etwa um jeweils 90° zum Zylindermantel-Innenwandungsbereich 36, 37 versetzt und an diesen jeweils anschließend ist jeweils ein nach innen ragender Vorsprung 43, 44 vorgesehen, der durch die Kreisbogenfläche 46, 47 und eine senkrecht dazu verlaufende radiale Fläche 48, 4 9 begrenzt ist. Am Vorsprung 43, 4 4 ist im Bereich der Schnittebene von radialer Fläche 48, 4 9 und Zylindermantel-Innenwandungsbereich 36, 37 ein Ende 0 jedes Kolbenelementes 33, 3 4 mittels einer Schwenkachse 51, 52, die mit dem Zylinderboden 28 und dem Zylinderdeckel 31 verbunden ist, schwenkbar gelagert. Das freie Ende des Kolbenelementes 33, besitzt eine schmale kreisbogenförmige Gleit- und Dichtfläche 53, 54, deren Radius demjenigen der Kreisbogenfläche 46, 47 des Zylindermantelvor-

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Sprunges 43, 44 entspricht. Im Bereich dieses freien Endes ist mit jedem Kolbenelement 33, 34 ein einarmiger Hebel 56, 57 mit seinem einen Ende schwenkbar verbunden, wobei der mit dem Kolbenelement 33 verbundene Hebel 56, wie Fig. zeigt, in zwei übereinander liegende parallele Teile aufgeteilt is.t, während der mit dem Kolbenelement 34 verbundene Hebel 57 in einer Ebene zwischen diesen beiden Hebelteilen liegt. Die beiden Hebel 56 und 57 sind im wesentlichen gleich lang und sind mit ihrem anderen Ende gemeinsam an einer ortsfesten Achse 58 schwenkbar gelagert, die in axialer Richtung vom Lagerauge 2 4 des Gehäusebodens 2 2 absteht und exzentrisch zur Längsachse 14 des Gehäuses 13 bzw. des Zylinders 26 angeordnet ist.

Wie der Figur 2 ferner zu entnehmen ist, sind also die Kolbenelemente 3 3 und 34 gemäß den Doppelpfeilen B und C um ihre Schwenkachsen 51, unter Vergrößerung oder Verkleinerung der Arbeitskammern 38, 39 verschwenkbar, wodurch mittels der sich an der ortsfesten Achse 58 abstützenden Hebel 56, 57 bewirkt wird, daß der Zylinder 26 in 5 Richtung des Pfeiles A angetrieben wird. Zu er-

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wähnen ist in diesem Zusammenhang noch, daß die Zündkerzen 17 in demjenigen Bereich am Zylindermantel 2 7 angeordnet sind, wo sie in einen Bereich der Arbeitskammern 38, 39 ragen, die dem freien Ende der. Kolbenelemente 33, 34 zugewandt ist. Dabei ragen die Zündkerzen 17 mit ihren Zündelektroden in die Arbeitskammer 38, 39, d.h., jeder Arbeitskammer bzw. jedem Kolbenelement ist eine Zündkerze 17 zugeordnet.

Das andere bzw. Anschlußende der Zündkerzen 17 ragt in den Ringspalt bzw. Außenraum 18, der zwischen dem Zylinder 26 und dem Motorblock 13 aufgrund deren konzentrischer Anordnung jedoch unterschiedlicher Durchmesser gebildet ist. An einer Stelle des Umfanges des Gehäusemantels 21 ist ein in den Ringraum. 18 ragender Schleifkontakt 6 2 vorgesehen, der mit der Lichtmaschine bzw. der Batterie verbunden ist und der somit bei einem bestimmten Drehwinkel die betreffende Zünd-0 kerze 17 periodisch an Spannung legt.

Figur 3 zeigt den abgenommenen Zylinderdeckel 31, der mit zwei diametral gegenüberliegenden, radial verlaufenden Schlitzen 66, 67 versehen ist, in denen Ventilschieber 68, 69 in radialer Richtung

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hin- und herbewegbar gelagert sind. Die Ventilschieber 68, 69 besitzen dieselbe Breite wie die Schlitze 66, 67, sind jedoch zur radialen Beweglichkeit kürzer als diese. Die plattenförmigen Ventilschieber 68, 69 sind etwa in ihrer Quer- und Längsmitte mit einem nach oben stehenden Bolzen 71, 72 versehen, auf die die Gleitsteine 73, 74 gesteckt und an denen sie schwenkbar gelagert sind. Die Gleitsteine 73, sind etwa bananenförmig ausgebildet. Die Schlitze 66, 67 sind in einem Bereich über den Arbeitskammern 38, 3 9 angeordnet und zwar über demjenigen Teil, der die Zündkerze 17 und das freie Ende des Kolbenelementes 33, 34 aufnimmt.

Figur 4 zeigt den abgenommenen Gehäusedeckel 23, der an seiner dem Zylinderdeckel 31 zugewandten Unterseite mit einer Kulissenführung 76 in Form einer Nutenbahn aus zwei sich an einer Stelle kreuzenden Abschnitten 77, 78 versehen ist. Die beiden Kulissenbahnabschnitte 77, 78 sind über einen wesentlichen Umfangsbereich kreisförmig, jedoch mittels ihres Kreuzungsbereiches 7 9 etwa zu einer Brezelform ineinander geschachtelt. Mit anderen Worten, die Kulissenführung 76 besteht aus

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zwei konzentrisch zur Längsachse 14 und zueinander angeordneten Kreisbogenabschnitten, die im Kreuzungsbereich 79 ineinander übergehen. Die Bahnführung jedenfalls ist so, daß sie abwechselnd von innen nach außen und dann wieder von außen nach innen führend durchlaufen wird. Wie der Figur 1 zu entnehmen ist, greifen bei zusammengebautem Verbrennungsmotor 11 die erwähnten Gleitsteine 73, 74 der Ventilschieber 68, 69 in die Bahnen 77, 78 der Kulissenführung 76 ein. Dies bedeutet, daß die Ventilschieber 68, 69 mit sich drehendem Zylinder 26 in der ortsfest gehaltenen Kulissenführung 76 zwangsweise in radialer Richtung hin- und herverschoben werden, wobei der Übergang Schließen/ Öffnen bzw, öffnen/Schließen der Ventilschieber 68, 6 9 während des Durchlaufes der Gleitsteine 73, 74 durch den Kreuzungsbereich 79 erfolgt.

Der Gehäusedeckel 23 ist außerdem mit einem inneren zur Längsachse 14 konzentrischen Ring von bspw. schlitzförmigen öffnungen 81, 82 versehen, von denen die einen zum Ansaugen des Gasluftgemisches und die anderen zum Ausblasen der Abgase vorgesehen sind. Diese öffnungen 81, 82

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sind jedoch nicht im Winkelbereich der Kulissenbahnkreuzung 79 vorgesehen. Außerdem besitzt der Gehäusedeckel 23 einen äußeren Ring von öffnungen 83, denen öffnungen 84 im Gehäuseboden 22 gegenüberliegen. Während die einen der öffnungen 83, 84 als Kühlmitteleinlaß dienen, sind die anderen der öffnungen 83, 84 als Kühlmittelauslaß vorgesehen. Ist das Kühlmittel bpsw. Luft oder Wasser, so kann es zweckmäßig sein, längs des gesamten Außenumfanges des Zylindermantels 27 Leitschaufeln 90 zum Ansaugen und/oder Ausblasen des Kühlmittels vorzusehen, wie dies in den Fig. 1 und 2 teilweise strichpunktiert dargestellt ist. Jedenfalls dient dieser Ringraum 18 der Außenkühlung des Motors 11. Die Innenkühlung für den Motor ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel (Figur 1) in der Weise vorgesehen, daß im Gehäuseboden 22 ein Kühlmitteleinlaß 8 6 und ein Kühlmittelauslaß 8 7 vorgesehen 0 sind, die mit dem Innenraum 19 in Verbindung stehen, welcher durch die Außenseiten 88, 89 der Kolbenelemente 33, 34 und die Flächen 46 bis 49 des Zylindermantels 27 begrenzt ist. Da sich das Volumen dieses Innenraums 19 durch die Bewegung der Kolbenelemente periodisch ändert, ist gleichzeitig ein

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Zwangsantrieb für den Durchfluß des Kühlmittels gegeben, so daß eine separate Kühlmittel-, bspw. ölpumpe entfällt.

Durch die Verwendung von Öl als Kühlmittel im
Innenraum 19 ist es auch möglich, die Dichtleisten mit Schmiermittel zu versorgen, die zwischen den Kolbenelementen 33, 31 und den gegenüberliegenden Flächen der einzelnen Teile des Zylinders 26 in nicht dargestellter Weise angeordnet sind.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors 11 mit der rotierenden Kolbenanordnung 12 ist folgende:

Setzt man die in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Teile zu der Anordnung nach Figur 1 zusammen, so ergibt sich eine bestimmte Stellung von Kolbenelementen 3.3, 34, Ventilschiebern 68, 69 und Kulissenführung 76 zueinander, die hier als die Ausgangsstellung bzw. Ausgangswinkelstellung 0° bezeichnet sei. Die Lage der Kolbenelemente 33, 34 ist hier aus Figur 2, die der Ventilschieber 68, aus Figur 3, die Kulissenführung 76 aus Figur 4

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ersichtlich. In dieser O°-Stellung ist der Ventilschieber 68 offen und das Kolbenelement 33 in einer Übergangsstellung zwischen "Ausblasen" und "Ansaugen". Der diametral gegenüberliegende Ventilschieber 69 ist in einer Zwischenstellung, d.h. er geht von seinem geschlossenen in seinen offenen Zustand über, in welcher Stellung der Schlitz 67 vom Gehäusedeckel 2 3 abgedeckt ist; das zugehörige Kolbenelement 3M- ist in einer Zwischenstellung zwischen "Expandieren" und "Ausblasen". Bei der Rotation der Kolbenanordnung 12 aufgrund des dritten Taktes "Expandieren" des Kolbenelementes 3H wird das Kolbenelement 3 3 nach innen verschoben, so daß über die öffnungen 81 das Luftgemisch angesaugt werden kann; das Kolbenelement 34 verschwenkt sich dabei unter Verkleinerung der Arbeitskammer 3 9 nach außen, so daß die verbrannten Abgase über die öffnung 8 2 nach außen gelangen bzw. ausgeschoben werden können; dieser Arbeitstakt ist nach einer Drehung von 180° beendet. Bei diesem 180°-"Hub" ist der Gleitstein 73 des Ventilschiebers 68 auf seiner Innenbahn 77 weitergeführt worden und gelangt nun in dieser 180°-Winkelstellung auf die Außenbahn 78, was bedeutet, daß der Ventilschieber 68 im Begriff ist,

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■it-

die Öffnung 6 6 zur Arbeitskammer 38 zu schließen. Demgegenüber ist der Gleitstein 7 4 bereits in der O°-Stellung im Kreuzungsbereich 79 angelangt gewesen, also im Begriffe, von der Außenbahn 78 auf die Innenbahn 77 zu gelangen, so daß der betreffende Ventilschieber 69 die Öffnung 67 zur Arbeitskammer 3 9 geöffnet hat und während der erwähnten halben Drehung geöffnet bleibt. In dieser Stellung ist also bezüglich des Kolbenelementes 3 der Ansaugvorgang (1. Arbeitstakt) und bezüglich des anderen Kolbenelementes 34 der Ausblasvorgang (4. Arbeitstakt) beendet.

Während der folgenden 18 0°-Drehung wird das Kolbenelement 33 unter Verkleinerung der Arbeitskammer 3 8 nach außen und das Kolbenelement 3 4 unter Vergrößerung der Arbeitskammer 3 9 nach innen verschwenkt, was bedeutet, daß in der ersten Arbeitskammer 38 das Gas-Luft-Gemisch komprimiert bzw. 0 verdichtet und in der zweiten.Arbeitskammer 39 frisches Gas-Luft-Gemisch angesaugt wird. Während dieser halben Umdrehung ist der erste Ventilschieber 68 geschlossen und der zweite Ventilschieber 69 bleibt offen.

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■η-

Die Endstellung dieses Arbeitstaktes ist in Figur 5 dargestellt. Kurz nach der maximalen Kompression innerhalb der ersten Arbeitskammer 38 kommt die zugeordnete Zündkerze 17 mit dem ortsfesten Schleifkontakt 6 2 in Berührung, so daß das verdichtete Gemisch gezündet wird. Daran anschließend erfolgt somit bezüglich des ersten Kolbenelementes 3 3 der dritte Arbeitstakt "Expandieren", während das zweite Kolbenelement 34 das angesaugte Gas-Luft-Gemisch komprimiert. An diesen nach einer weiteren Drehung von 180° beendeten Arbeitstakt, in dem wiederum entsprechend der Kulissenführung 76 die Ventilschieber 68, 69 geschlossen gehalten bzw. geöffnet worden ist, schließt sich der nächste Arbeitstakt an, der bezüglich des ersten Kolbenelementes 33 in dem Ausschieben des Gases und bezüglich des zweiten Kolbenelementes 34 in dem Expandieren nach der Zündung der Zündkerze 17 mit Hilfe des Schleifkontaktes 62 besteht. Nach dieser zweiten vollen Umdrehung, also insgesamt einem Winkel von 720°, ist die zuvor beschriebene Ausgangsstellung 0° wieder erreicht.

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■ a-

Es versteht sich, daß die als Ausführungsbeispiel dargestellte, zwei Arbeitskammern ent-' haltende Verbrennungsmotoreinheit 11 auch in einem mehrere, bspw. zwei solcher Motoreinheiten verwendeten größeren Motor vorgesehen sein kann. Bspw. können zwei Verbrennungsmotoreinheiten 11 einander gegenüberliegend angeordnet sein, wobei ihre Abtriebswellen miteinander verbunden sind und/oder gemeinsam auf einen Abtrieb gehen. Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor kann zum Antreiben von Kraftfahrzeugen, Schiffen oder auch stationären Maschinen u. dgl. verwendet werden.

- EhTelbung -

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Claims

Patentansprüche

( 1.)Verbrennungsmotor mit einer rotierenden Kolbenanordnung, mit einem den Gemischeinlaß und den Abgasauslaß einschließlich mindestens eines Ventils aufweisenden Gehäuse und einer Abtriebswelle, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Kolbenanordnung (12) einen um seine Längsachse (14) rotierenden Zylinder (26) und mindestens ein Kolbenelement (33, 34) aufweist, das innerhalb des Zylinders (26) in radialer Richtung schwenkbar gelagert angeordnet ist, daß über mindestens einer Arbeitskammer (38, 39), die vom Kolbenelement (33, 34) und Innenwandungsbereichen (36, 37) des Zylinders (26) begrenzt ist, ein Venti!schieber (68, 69) in

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einer Deckwand (31) des Zylinders (26) verschiebbar gelagert ist, und daß die Bewegungen von Kolbenelement (33, 34) und Ventilschieber (68, 69) in Abhängigkeit von der Rotationsbewegung des Zylinders (26) aufeinander abgestimmt zwangsgesteuert sind.
2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Zylinder (26) der rotierenden Kolbenanordnung (12) zwei um 180° gegeneinander versetzte Kolbenelemente (33, 3U) schwenkbar angelenkt s ind.
3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenelement (33, 34) mit seinem einen Ende nahe einem Innenwandungsbereich (36, 37) maximalen Durchmessers an einer axial verlaufenden Schwenkachse (51, 52) angelenkt ist und daß das freie Ende des Kolbenelementes (33, 34) an einer in das Zylinderinnere hineinragenden Gleitfläche (46, 47) eines anderen Innenwandungsbereiches , die einen Kreisbogenabschnitt um die Schwenkachse bildet, entlanggleitet.

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4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenelement (33, 34) etwa sichel- bzw. kreisbogenförmig ausgebildet ist, wobei seine der Arbeitskammer (38, 39) zugewandte Fläche (41, 42) dem Innenwandungsbereich (36, 37) maximalen Durchmessers entspricht.
5. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Kolbenelementes (33, 34) an einem Hebel (56, 57) angelenkt ist, dessen anderes Ende an einer gegenüber dem Zylinder (26) ortsfesten axial verlaufenden Achse (58) angelenkt ist, die exzentrisch zur Rotationsachse (14) des Zylinders (26) angeordnet ist.
6. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (56, 57) für die beiden Kolbenelemente (33, 34) an derselben Achse (58) angelenkt und gleich lang sind.
7. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Deckwand (31) des Zylinders (26) geführte Ventilschieber (68, 69) mit einer ortsfesten Kulissenführung (76) zusammenwirkt.

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8. Verbrennungsmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissenführung (76) durch zwei Kulissenbahnen (77, 78) gebildet ist, die an einem Bereich (79) sich kreuzen bzw. ineinander übergehen und im übrigen Bereich konzentrisch zueinander angeordnet sind.
9. Verbrennungsmotor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (68, 69) an seiner dem Zylinder (26) abgewandten Seite mit einem schwenkbar gehaltenen kreisbogenförmigen Kulissenstein (73, 7¹+) versehen ist.
10. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (68, 69) in einer radial verlaufenden Ausnehmung (66, 67) in der Deckwand (31) des Zylinders (26) geführt ist.
11. Verbrennungsmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (66, 67) für die beiden Ventilschieber (68, 69) diametral gegenüberliegen.

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12. Verbrennungsmotor nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (66, 67) für den Ventilschieber (68, 69) in einem Bereich über demjenigen Ende der Arbeitskammer (38, 39) liegt, das der Schwenkachse (51, 52) des Kolbenelementes (33, 3¹I) gegenüberliegt und an den Innenwandungsbereich (36, 37) maximalen Durchmessers angrenzt.
13. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckwand (31) des Zylinders (26) mit der Abtriebswelle (16) drehfest verbunden ist.
14. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (26) mit einem Boden (28) versehen ist, der eine zur Rotationsachse (IM) des Zylinders (26) konzentrische Bohrung (29) aufweist, die von einer ortsfesten Lagerscheibe (24) durchdrungen ist.
15. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 5 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfeste Schwenkachse (58) für die Hebel (56, 57) der Kolbenelemente (33, 34) von der Lagerscheibe (24) für den Zylinder (26) axial absteht.

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16. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerscheibe (24) ortsfest an einem Boden (22) des die Kolbenanordnung (12) aufnehmenden Gehäuses (13) abstehend befestigt ist.
17. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1, 7 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) mit einem Deckel (23) versehen ist, der an seiner dem Zylinder (26) zugewandten Unterseite die Kulissenführung (76) in Form von eingearbeiteten Nuten (77, 78) trägt.
18. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zylinder (26) und dem Gehäuse (13) ein Ringspalt (18) frei bleibt.
19. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Ringspaltes (18) der Boden (22) und der Deckel (23) des Gehäuses (13) axiale Öffnungen (83, 84) aufweisen.

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20. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (23) des Gehäuses (13) längs eines Radius, der dem Ort

der Arbeitskammer (η) (38, 39) bzw. deren Öffnungen (66, 67) entspricht, mit über den Umfang verteilten, vorzugsweise schlitzförmigen Öffnungen (81, 82) versehen ist, die den Gemischeinlaß bzw. den Abgasauslaß einzeln oder zu mehreren bilden.
21. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (19) im Zylinder (26) zwischen den beiden Kolbenelementen (33, 34) mit einem Kühlmittel, bspw.

öl gefüllt ist und mit Zu- und Abgangsöffnungen (86, 87) versehen ist.
22. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (26) an seinem Außenumfang mit Kühlflügein versehen ist.

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23. Verbrennungsmotor in. Form eines Otto-Motors, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkerze (17) für den Arbeitsraum (38, 39) am Außenumfang des Zylinders (26) radial und die Zylinderwandung durchdringend angeordnet ist und daß an einer Stelle des Umfanges des Gehäuses (13) ein Schleifkontakt (62) für die Elektrode der Zündkerze -(14) vorgesehen ist.

- Ende der Ansprüche -

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