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DE4191140C2 - Drehkolbenmaschine - Google Patents

Drehkolbenmaschine

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Publication number
DE4191140C2
DE4191140C2 DE4191140A DE4191140A DE4191140C2 DE 4191140 C2 DE4191140 C2 DE 4191140C2 DE 4191140 A DE4191140 A DE 4191140A DE 4191140 A DE4191140 A DE 4191140A DE 4191140 C2 DE4191140 C2 DE 4191140C2
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DE
Germany
Prior art keywords
rotor
machine according
rotary piston
piston machine
flow path
Prior art date
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DE4191140A
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English (en)
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DE4191140T (de
Inventor
Richard Charles Smythe
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Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
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Publication of DE4191140C2 publication Critical patent/DE4191140C2/de
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Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/356Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member
    • F01C1/3566Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member the inner and outer member being in contact along more than one line or surface
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F02B53/04Charge admission or combustion-gas discharge
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B55/00Internal-combustion aspects of rotary pistons; Outer members for co-operation with rotary pistons
    • F02B55/16Admission or exhaust passages in pistons or outer members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Drehkolbenmaschine weist einen nicht exzentrischen Rotor und eine Vielzahl von verschieblichen Flügeln auf, um eine Anzahl von Brennkammern zu bilden. Der Rotor besitzt interne Fluidströmungskanäle, um es der Luft zu ermöglichen, in die Brennkammer zu strömen, und den Abgasen, aus der Brennkammer zu strömen.
Stand der Technik
Eine Drehkolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US-A 3 960 117 bekannt. Der Verbrennungsraum wird im Inneren eines Rohres gebildet, das zentral in den Rotor einmündet und von dort wird das heiße Gas in expandierende und kontraktierende Kammern längs des Umfanges des Rotors geleitet, um in einen Abgasraum im Inneren des Rotors zu gelangen und von dort über achsparallele Auslasskanäle ins Freie zu gelangen. Es gibt auch Bauweisen, bei denen die Ausgangs- und Auslasskanäle in den Rotor hineinführen (DE-PS 547 592, und 305 990, US-A 2 366 213).
Eine weitverbreitete Art von Drehkolbenmaschinen enthält einen Rotor, der relativ zu einer Welle exzentrisch gelagert ist. Die exzentrische Bewegung hilft bei der Bildung der verschiedenen expandierenden und kontraktierenden Brennkammern. Ein Nachteil bei diesen Maschinen besteht darin, dass der exzentrische Rotor zu dynamischen Unwuchten führt.
Brennkraftmaschinen in der Bauart als Drehkolbenmaschinen benötigen der Brennkammer zuführende Luft und aus der Brennkammer herausführende Abgase. Bei vielen Bauarten wird ein konventionelles Ventilsystem verwendet, mit Einlassventilen und Auslassventilen. Bei einer Vielzahl von Brennkammern wird eine große Zahl von Ventilen benötigt. Die Ventile werden in gekrümmte Lufteinlasskanäle eingebaut und die gesamte Anordnung macht die Maschine voluminös, kompliziert und kostenaufwendig herstellbar.
Verschiedene Versuche wurden durchgeführt, um die vorstehenden Konstruktionen zu verbessern. Die WO 86/02698 A1 beschreibt eine Zweitakt-Drehkolben-Brennkraftmaschine mit einer Kombination aus einem exzentrisch gehaltenen Rotor und einer Anzahl von Kolben. Der Rotor ist mit Kanälen versehen, um es einer brennbaren Gasmischung zu ermöglichen, in die Brennkammer eines Kompressionszylinders einzutreten. Obere Abschnitte des Zylinders, in dem der jeweilige Kolben gleitet, enthalten eine Abdichtung, um verschiedene Brennkammern zu definieren.
Das australische Patent 550 117 beschreibt eine Umlaufkolbenmaschine mit einem Rotor, wobei der Rotor Kanäle enthält, die sich durch diesen erstrecken. Die Funktion der Kanäle besteht darin, zeitweilig komprimierte Luft zu speichern und die komprimierte Luft zurück zu den Flügeln zu fördern.
Das australische Patent 592 750 beschreibt eine Drehkolben- Brennkraftmaschine mit einer Anzahl von hohlen Flügeln, die Luft komprimieren und Luft in die Brennkammer entlassen. Der Rotor selbst ist nicht mit Kanälen versehen.
Die australische Patentanmeldung 40430/78 beschreibt ein System zum Maximieren der Leistung von Drehkolbenmaschinen. Eine der Drehkolbenstufen enthält einen Rotor mit einem sich durch diesen erstreckenden Kanal. Die Funktion des Kanals besteht nicht darin, verbrennbare Gase zuzuführen oder Brenngasabgase aus der Brennkammer abzuführen.
Das US-Patent 3 883 276 beschreibt eine Drehkolben- Brennkraftmaschine mit einem an einer exzentrischen Welle innerhalb eines Gehäuses montierten Rotor. Das Gehäuse enthält keine sich verschiebenden Flügel, sondern enthält statt dessen napfartige Einsenkungen, um die Nockenberge des exzentrisch befestigten Rotors aufzunehmen. Kraftstoff tritt durch die exzentrische Welle ein, und Abgase werden durch Kanäle in dem Seitengehäuse abgeführt.
Das US-Patent 3 712 274 beschreibt einen kreisförmigen Rotor, der in einem kreisförmigen Gehäuse befestigt ist. Der Rotor und das Gehäuse enthalten zurückgesetzte Abschnitte, um Brennkammern auszubilden. Kraftstoff tritt durch einen Kanal in dem Rotor in die Brennkammer, während Abgase die Brennkammer durch Kanäle verlassen, die sich durch das zylindrische Gehäuse erstrecken.
Das US-Patent 3 693 600 beschreibt einen in einem zylindrischen Gehäuse exzentrisch gelagerten Rotor. Brenngase fließen durch einen spiralförmig verlaufenden Rotorkanal und der Rotor wird durch die kombinierte Wirkung der Luftstrahl- Auslassdüse, der Expansion des Fluids in der Brennkammer und die Drehmomentkomponente des spiralförmig verlaufenden Kanals angetrieben. Abgase werden direkt aus dem zylindrischen Gehäuse abgeführt.
Das US-Patent 3 894 519 beschreibt eine Drehkolben- Brennkraftmaschine mit einem ovalen Rotor innerhalb eines zylindrischen Gehäuses. Eine Vielzahl von Flügeln werden bereitgestellt, um separate Brennkammern zu bilden. Der Rotor ist an einer Welle befestigt, die sich durch Seitenwände der zylindrischen Kammer erstreckt. Luft und Kraftstoff treten durch ein Ende der hohlen Welle und durch Kanäle in dem Rotorkörper zu der Brennkammer ein. Abgase strömen aus der Brennkammer durch einen geeigneten Kanal in den Rotorkörper und durch das andere Ende der hohlen Welle. Die Welle ist in zwei Hauptsegmente geteilt, eines, um es Abgasen zu ermöglichen, durch ein Ende der Welle zu strömen, und das andere, um es dem Luft-Kraftstoff-Gemisch zu gestatten, in das andere Ende der Welle zu strömen. Das Luft-Kraftstoff- Gemisch wird weiterhin durch eine Längswand getrennt. In dieser Anordnung strömen sowohl die Luft als auch das Abgas durch die hohle Welle und machen es schwierig, das Ende der Welle als Abtriebswelle zu nutzen, um diese mit einem Getriebe, einer Kupplung, einem Schwungrad oder ähnlichen Elementen zu verbinden.
Zusammenfassung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehkolbenmaschine bereitzustellen, welche die vorstehend erwähnten Nachteile überwinden kann. Die Erfindung wird in Anspruch 1 definiert und in den weiteren Ansprüchen ausgestaltet und weiterentwickelt. Vorteilhaft ist es, dass die Luft und die Abgase durch Kanäle in dem Rotorkörper strömen können, und dass die Abtriebswelle einfach mit dem Schwungrad, dem Getriebe oder mit einem ähnlichen Element verbunden werden kann.
In einem Ausführungsbeispiel enthält die Drehkolbenmaschine folgende Teile:
ein Maschinengehäuse mit einer zylindrischen Kammer, wobei die zylindrische Kammer Seitenwände enthält;
einen ovalen Rotor mit einem Hauptkörper, wobei der Hauptkörper zwei sich gegenüberliegende Seitenwände und eine äußere periphere Oberfläche und zwei sich gegenüberliegende Wellenabschnitte, die sich von einer jeweiligen Seitenwand nach außen erstrecken, enthält, wobei die Welleabschnitte relativ zueinander fluchtend sind und sich durch eine jeweilige Seitenwand der zylindrischen Kammer erstrecken, um es dem ovalen Rotor zu ermöglichen, sich um eine mittige Achse zu drehen;
eine Vielzahl von bewegbaren Flügeln, die sich zwischen der peripheren Oberfläche des Rotors und einer Innenwand der zylindrischen Kammer erstrecken, um eine Vielzahl von getrennten Brennkammern zu bilden.
Von besonderem Interesse ist, dass der Rotor einen ersten Fluidstromweg hat, der sich durch eines der Wellenabschnitte und durch den Hauptkörper des Rotors zu einer ersten Öffnung in der peripheren Oberfläche des Rotors erstreckt, um es dem Fluid zu ermöglichen, zwischen der ersten Öffnung und dem Äußeren der zylindrischen Kammer durchzutreten, und einen zweiten Fluidstromweg hat, der sich durch die Seitenwand der zylindrischen Kammer und durch den Hauptkörper des Rotors zu einer zweiten Öffnung in der peripheren Oberfläche des Rotors erstreckt, um es dem Fluid zu ermöglichen, zwischen der zweiten Öffnung und dem Äußeren der zylindrischen Kammer hindurchzutreten, wobei der erste und der zweite Fluidstromweg voneinander getrennt sind.
Ein Vorteil des Vorhandenseins eines ersten Fluidstromwegs, der sich durch eines der Wellenabschnitte erstreckt, und eines zweiten Fluidstromwegs, der sich durch eine Seitenwand der zylindrischen Kammer erstreckt, besteht darin, dass der andere Wellenabschnitt keinen Fluidstromweg enthalten muss und deshalb als Abtriebswelle verwendet werden kann, um die Maschine an ein Getriebe, eine Kupplung oder ein Schwungrad zu koppeln. Das Erfordernis einer komplizierten Krümmeranordnung besteht nicht.
Das Maschinengehäuse kann in seinem Aufbau im wesentlichen scheibenförmig sein. Die Seitenwände können separat gebildet und nacheinander an dem verbleibenden Abschnitt des Maschinengehäuses befestigt werden. Alternativ kann das Maschinengehäuse in zwei Teilen ausgebildet werden, von denen jedes Teil eine Seitenwand und einen Teil der zylindrischen Kammer bildet.
Der ovale Rotor ist so dimensioniert, dass seine längere Achse geringfügig von der Seitenwand der zylindrischen Kammer beabstandet ist, wodurch ein Kompressionsbereich gebildet wird. Die Breite des ovalen Rotors kann derart sein, dass diese geringfügig nach innen von den Seitenwänden der zylindrischen Kammer beabstandet ist. Eine Abdichtung kann zwischen den gegenüberliegenden Seitenwänden des ovalen Rotors und einer jeweiligen Seitenwand der zylindrischen Kammer vorgesehen sein, um das Austreten von Fluid entlang der Seitenwände des ovalen Rotors zu verhinder.
Die beiden sich gegenüberliegenden Wellenabschnitte bilden vorteilhaft ein Einzelteil, das sich durch den ovalen Rotor und von jeder Seitenwand des Rotors aus erstreckt. Das Einzelteil ist in geeigneter Weise entlang eines Teils seiner Länge hohl, um einen hohlen Wellenabschnitt und einen massiven Wellenabschnitt zu bilden.
Der erste Fluidstromweg wird durch den hohlen Wellenabschnitt gebildet und ein Fluidstromkanal erstreckt sich von dem hohlen Wellenabschnitt durch den Hauptkörper des Rotors und zu der ersten Öffnung. In geeigneter Weise enthält der Fluidstromkanal ein Rohr oder einen Schacht, der sich zwischen dem hohlen Wellenabschnitt der ersten Öffnung erstreckt. Eine Vielzahl von Fluidstromkanälen kann sich von dem hohlen Wellenabschnitt zu einer Vielzahl von ersten Öffnungen erstrecken.
Der zweite Fluidstromweg kann durch eine in einer oder beiden gegenüberliegenden Seitenwänden des Rotors ausgebildete Ausnehmung, einer Öffnung in einer Seitenwand der zylindrischen Kammer, bei der Fluid mit den Ausnehmungen kommuniziert, und einer Öffnung in der Ausnehmung, die mit der zweiten Öffnung in der äußeren Peripherie des Rotors mittels eines Fluids kommuniziert, gebildet werden.
In geeigneter Weise erstreckt sich die Ausnehmung axial durch den Rotorhauptkörper, um eine Bohrung zu definieren, wobei die Öffnung in der Seitenwand der Kammer mit der Bohrung kommuniziert.
Die gegenüberliegenden Seitenwände des Rotors erstrecken sich geeignet zwischen einem jeweiligen Ende der Bohrung und der peripheren Oberfläche des Rotors. Eine Abdichtung kann zwischen der Seitenfläche und einer jeweiligen Seitenwand der zylindrischen Kammer angeordnet sein.
Die Anordnung der ersten und zweiten Öffnung kann sich in Abhängigkeit von dem Typ des erwünschten Maschinentaktes ändern. Für Zweitaktmaschinen ist die Anordnung der Öffnung in geeigneter Weise so, dass die erste und zweite Öffnung aneinander angrenzend angeordnet sind, damit beide Öffnungen in einer Brennkammer angeordnet werden können. Die Öffnungen sind in der Nähe der kleineren Achse des ovalen Rotors geeignet. Für Zweitaktmaschinen wird bevorzugt, dass zwei erste und zweite Öffnungen an sich gegenüberliegenden Seiten des Rotors angeordnet sind.
Für Viertaktmaschinen können die ersten und zweiten Öffnungen voneinander beabstandet sein, damit die Öffnungen in verschiedene Brennkammern einmünden.
Die erste und zweite Öffnung können verschiedene Konfigurationen haben, um den Fluidstrom in und aus einer Brennkammer zu erleichtern. Jede Öffnung kann eine einzelne Öffnung oder eine Vielzahl von getrennten Öffnungen enthalten.
Die Flügel werden im Hinblick auf die zu bildenden Brennkammern gestaltet. Die Flügel sind verschieblich gelagert, wobei jeder Flügel innerhalb eines Flügelgehäuses vorgespannt angeordnet ist. Die Anzahl der Flügel kann in Abhängigkeit von der Anzahl der erwünschten Brennkammern verschieden sein. Die Flügel können von gerader oder ungerader Zahl sein. Eine Maschine kann sechs Brennkammern enthalten, die durch sechs Flügel begrenzt werden, oder acht Brennkammern, die durch acht Flügel begrenzt werden. Andere Anzahlen von Flügeln sind vorstellbar.
In geeigneter Weise transportiert der erste Fluidstromweg Abgase aus einer Brennkammer zu dem Äußeren des Maschinengehäuses. Falls nötig, kann eine Isolierung bereitgestellt sein, um den Wärmeaustausch zwischen den Verbrennungsgasen und dem Rotor in Grenzen zu halten.
Der zweite Fluidstromweg enthält in geeigneter Weise das Einlass-Luftgemisch und, obwohl Kraftstoff an diesem Punkt zugeführt werden kann, wird es bevorzugt, dass der zweite Fluidstromweg nur Luft (oder ein Luft/Öl-Gemisch, falls die Maschine in einem Zweitaktkreislauf arbeitet) enthält.
Eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist vorzugsweise an das Maschinengehäuse angeschlossen, um Kraftstoff in eine jeweilige Brennkammer einzuspritzen.
Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung kann an jede Brennkammer angeschlossen sein; deshalb können für eine Maschine mit sechs Kammern sechs Kraftstoffeinspritzeinrichtungen bereitgestellt sein. Der Vorteil der Bereitstellung einer getrennten Kraftstoffeinspritzeinrichtung besteht darin, dass der Kraftstoff zu jeder Brennkammer gesteuert werden kann, und unter den Bedingungen geringer Leistungsanforderung kann der Kraftstoff zu bestimmten Brennkammern abgestellt werden, wodurch der Drehkolbenmaschine eine variable Ausgangsleistung ermöglicht wird.
Die Drehkolbenmaschine kann eine Zündeinrichtung enthalten, um die Zündung des Kraftstoff-/Luft-Gemisches in einer Brennkammer zu unterstützen. Die Zündeinrichtung ist in geeigneter Weise von der Form einer Funkenzündung, die durch eine Zündkerze zur Verfügung gestellt sein kann. Für Kraftstoff-/Luft-Gemische, die sich spontan bei einem bestimmten Druck/Temperatur entzünden, wird eine Zündeinrichtung nicht benötigt.
Zur Wärmeabfuhr aus der Maschine kann das Maschinengehäuse mit Kühlungskanälen versehen sein. Die Kanäle sollen Wasser oder anderes geeignetes Kühlmittel führen, um die Wärmeabfuhr aus dem Verbrennungsbereich zu unterstützen.
Der Rotor kann ebenfalls mit hohlen Abschnitten ausgebildet sein, um das Gewicht zu minimieren und den Wärmetransport zu unterstützen.
Figurenbeschreibung
Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf ihre Ausführungsbeispiele, wie sie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, besser zu verstehen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer Drehkolbenmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel mit acht Brennkammern und Eignung für einen Zweitaktzyklus,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung von Fig. 1,
Fig. 3 eine Schnittansicht einer Drehkolbenmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit sechs Brennkammern und Eignung für einen Zweitaktzyklus,
Fig. 4 eine Schnittansicht einer Drehkolbenmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit acht Brennkammern und Eignung für einen Viertaktzyklus,
Fig. 5 eine Ansicht eines zur Verwendung in einem Zweitaktzyklus geeigneten Rotors,
Fig. 6 eine Schnittansicht einer Maschine mit einem miteinander gekoppelten Paar von Rotoren.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Unter Bezugnahme auf Fig. 1, 2 und 5 wird eine Acht-Kammern- Drehkolbenmaschine mit einem Maschinengehäuse 10, mit einer darin ausgebildeten zylindrischen Kammer 11 beschrieben. Die zylindrische Kammer enthält ein Paar von Seitenwänden 13a, 13b (s. Fig. 2).
Innerhalb der zylindrischen Kammer 11 ist ein ovaler Rotor 12 angeordnet. Der Rotor 12 enthält einen Hauptkörper 13c (s. Fig. 5), der eine äußere, periphere Oberfläche 14 definiert, die durch jeweilige Brennkammern tritt. Der Rotor 12 enthält weiterhin ein Paar von gegenüberliegenden Seitenwänden 15, 16. Dichtungsringe 17, 18 sind an jeder Seitenwand angeordnet, um den Rotor gegen die Innenwände der zylindrischen Kammer abzudichten.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Rotor 12 mit einer kreisförmigen Öffnung, bzw. Bohrung 19 versehen, die sich durch den Rotor zwischen Seitenwänden 15, 16 erstreckt. Der Rotor 12 kann weiterhin mit hohlen Abschnitten 20 (s. Fig. 1) ausgestattet sein, um das Gewicht des Rotors zu minimieren.
Der Rotor 12 ist zur nicht exzentrischen Rotation innerhalb der zylindrischen Kammer 11 durch ein Paar von Wellenteilen 21, 22, die in Fig. 2 klarer dargestellt sind, befestigt. In dem Ausführungsbeispiel sind Wellenteile 21, 22 aus einem einzigen Teil gebildet, wobei das Wellenteil 21 im wesentlichen hohl und das Wellenteil 22 massiv ist. Jedes Wellenteil tritt durch eine jeweilige Seitenwand 13a, 13b des Maschinengehäuses und ist durch einen Lagersatz 23, 24 mit Abdichtungen 25, 26 befestigt, die in der Nähe des jeweiligen Lagersatzes angeordnet sind. Eine Riemenscheibe 27 ist um die Welle 21 bereitgestellt, um Hilfsaggregate anzutreiben.
Die hohle Welle 21 endet ungefähr auf der Hälfte des Wegs durch den Rotor 12, und ein Paar von Fluidstromkanälen 28, 29 erstreckt sich von der hohlen Welle 21 zu jeweiligen ersten Öffnungen 30, 31, die an der äußeren peripheren Oberfläche des Rotors angeordnet sind. Die Fluidstromkanäle 28, 29 sind von der Form hohler Röhren (s. Fig. 5), deren Funktion ebenfalls darin besteht, Wellenteile 21, 22 an dem Hauptkörper des Rotors zu halten.
Der erste Fluidstromweg ist durch die hohle Weile 21 und Fluidstromkanäle 28, 29 zu jeweiligen Öffnungen 30, 31 definiert. In diesem Ausführungsbeispiel überträgt dieser Fluidstromweg Abgase von einer Brennkammer zu dem Äußeren des Maschinengehäuses.
Die massive Welle 22 kann als Antriebswelle dienen und ist an dem Schwungrad 32 befestigt.
Eine Öffnung 33 ist durch eine Seitenwand 12 der zylindrischen Kammer (s. Fig. 2) gebildet und ist positioniert, um mit der Bohrung 19 zu kommunizieren. Die Öffnung 33 ist zwischen einer der Wellen 21, 22 und der Abdichtung 17 oder 18 angeordnet. Die Bohrung 19 kommuniziert mittels Fluiden mit einem Paar von zweiten Öffnungen 35, 36 (s. Fig. 1) durch einen geeigneten Kanal, der sich durch den Hauptkörper 13c des Rotors 12 und zwischen der Bohrung 19 und einer jeweiligen Öffnung 35, 36 erstreckt. Der zweite Fluidstromweg wird durch die Öffnung 35, die Bohrung 19 und den die Bohrung 19 mit einer jeweiligen Öffnung 35, 36 verbindenden Kanal definiert. In dem Ausführungsbeispiel transportiert der zweite Fluidstromweg Luft zu einer jeweiligen Brennkammer.
Abdichtungen 17, 18 sind in dem Ausführungsbeispiel elliptisch geformt und rotieren mit dem Rotor und werden in Kontakt mit den flachen Seitenplatten der Seitenwände 13a, 13b gehalten, um eine Barriere gegen das Austraten von Gasen aus der Brennkammer zur Verfügung zu stellen.
Die Drehkolbenmaschine 10 ist in acht Brennkammern 40 bis 47 durch acht sich verschiebende Flügel 48 bis 53A, 53B geteilt, die sich von dem Maschinengehäuse aus erstrecken, um in gleitendem Kontakt mit der äußeren, peripheren Oberfläche 14 des Rotors 12 zu sein. Die Flügel können mit einer Dichtleiste versehen sein, die gleitend mit der peripheren Oberfläche des Rotors in Kontakt steht. Jeder Flügel kann weiterhin mit Abdichtungen versehen sein, die entlang jeder jeweiligen Seite des Flügels beabstandet sind, um es jedem Flügel zu gestatten, sich innerhalb eines Flügelgehäuses (z. B. 54) ohne Verlust von Verbrennungsgasen zu verschieben. Jeder Flügel ist vorzugsweise vorgespannt, um von seinem zugehörigen Flügelgehäuse hervorzuragen. Jeder Flügel erstreckt sich über die Breite der peripheren Oberfläche des Rotors und steht in abdichtendem Kontakt mit diesem.
Die konstruktiven Details der Flügel und die Details ihrer Verbindung zu dem Maschinengehäuse ist nicht als Teil der Erfindung vorgesehen. Der Stand der Technik erläutert verschiedene Verfahren der Konstruktion oder der Funktion der Technologie von Flügeln, die geeignet sein können oder für die Erfindung anpaßbar sind.
Zwischen jedem benachbarten Paar von Flügeln sind eine Kraftstoffeinspritzung 55 und eine Zündkerze 56 angeordnet. Wiederum bildet die Art des Betriebs der Kraftstoffeinspritzung und der Zündkerze keinen Teil der Erfindung.
Das Maschinengehäuse kann dadurch gekühlt werden, daß es einem Kühlmittel gestattet wird, durch geeignete Kanäle 57 zu strömen, die sich durch das Maschinengehäuse erstrecken, um freigesetzte Wärme abzuführen.
Die inneren Oberflächen der Bohrung 19 können mit einem isolierenden Material 58 ausgekleidet sein, um den Wärmeaustausch zwischen heißen, durch den Rotorkörper tretenden Abgasen und durch die Bohrung 19 tretende Luft zu steuern.
Der Betrieb der in den Fig. 1, 2 und 5 dargestellten Maschine wird nachstehend beschrieben.
Um die Maschine zu starten, wird die Antriebswelle 22 durch eine externe, zweckmäßige Einrichtung (z. B. einen Startermotor) zur Rotation veranlaßt, Wobei der Rotor 12 relativ zum Maschinengehäuse gedreht wird. Zur gleichen Zeit wird ein Vorverdichter bzw. Lader (nicht dargestellt) durch einen Riemen angetrieben, um so eine Ladung unter Druck stehender Luft durch die Öffnung 33 und in die Bohrung 19 zu liefern. Wenn der Rotor 12 zum Drehen um seine Mittenachse veranlaßt wird, wird das zwischen benachbarten Flügeln definierte Volumen der Brennkammer zwischen Maximum- und Minimumvolumen verändert, wobei die Flügel hervortreten oder zurücktreten, wie es durch das Vorbeitreten des Rotors gelenkt wird.
Unter Bezugnahme auf den Zweitaktverbrennungsprozeß wird eine Ladung von verdichteter Luft durch das Eintreten von der Bohrung 19 durch zweite Öffnungen 35, 36 in eine ausgedehnte Brennkammer eingeführt. Nachfolgende Drehung des Rotors 12 veranlaßt zweite Öffnungen 35, 36, die nun unter Druck stehende Brennkammer zu verlassen. In dieser Stufe wird Kraftstoff in die unter Druck stehende Brennkammer durch eine Kraftstoffeinspritzung eingespritzt und weitergehende Kompression des Luft-Kraftstoff-Gemisches durch die elliptische Form des Rotors bewirkt. Wenn die longitudinalen Scheitelpunkte des Rotors das Zentrum der Kammer erreichen oder sich ihm nähern, wird ein Anteil der Luft-Kraftstoff-Ladung von einem vordere n Bereich der Kammer zu einem hinteren Bereich der Kammer übertragen, wo es sich im Bereich der Zündkerze ansammelt. Ein Funken wird dann durch die Zündkerze zur Verfügung gestellt, um das Kraftstoff-Luft-Gemisch zu zünden. Hierbei tritt Gasausdehnung auf, um den Rotor 12 zum Rotieren in eine Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn, gemäß Darstellung in den Zeichnungen, zu treiben. Dies kann die in dem vorderen Abschnitt der Kammer verbleibende Kraftstoffladung druckmäßig rückwärts in die voranschreitende Flammenfront treiben.
Die Verbrennung der Kraftstoffladung ist vollendet bei oder gerade vor dem Moment, in dem die erste Abgasöffnung 30 (oder 31) in den Bereich der Kammer tritt. Wenn diese Öffnung durch die Kammer tritt, treten die Verbrennungsabgase durch diese und durch die hohle Welle 21 zu einer Abgasleitung 21A.
Das Ausspülen der Abgase wird durch den Strom von verdichteter Luft bewirkt, welche in die Brennkammer über die zweite Eingangsöffnung 35 (oder 36), die der Austrittsöffnung benachbart ist, eintritt. Die frische Luft wiederum belädt die Brennkammer, um den Zyklus wieder zu beginnen.
Unter Bezugnahme, insbesondere auf Fig. 1, dreht der Rotor 12 in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn, wie durch die Pfeile dargestellt. Fig. 1 zeigt Kammern 40 und 44 mit vollständiger Kompression, Kammern 43 und 47, die kraftangetriebener Expansion unterliegen, während Kammern 42 und 46 die Auslaßfunktion durchführen. Die Kammern 41 und 45 sind in der Kraftstoffeinspritz- und Kompressionsphase. In dieser Weise wird während jedes dieser Zyklen ein gleichphasiger Betrieb zur Verfügung gestellt.
Fig. 3 zeigt eine ähnliche Maschine mit sechs Kammern anstelle der vorhergehend beschriebenen acht Kammern. Gleiche Bezugszeichen wurden zur Identifizierung der verschiedenen Komponenten dieses Ausführungsbeispiels verwendet.
In der achtkammerigen Anordnung geht einer unter Druck stehenden Kammer zum Zeitpunkt der Zündung eine Kammer vorher, die noch der kraftangetriebenen Expansion unterliegt, wodurch ein Überlappen der Leistungspulse und eine Glättung der Drehmomentabgabe zur Verfügung gestellt wird. Deshalb wird es für wahrscheinlich gehalten, daß zusätzliche Kammern weitere Vorteile bereitstellen. Im Falle einer sechskammerigen Anordnung vervollständigt ihre vorhergehende Kammer ihre kraftangetriebene Expansionsphase, wenn eine unter Druck stehende Kammer dabei ist, zu zünden. Das Schwungrad ermöglicht in diesem Fall die ruckfreie Nutzbarmachung des an der Antriebswelle verfügbaren Drehmomentes.
Fig. 4 stellt eine Drehkolbenmaschine gemäß einem für den Viertaktbetrieb geeigneten Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Die Maschine ist zu den vorstehend erwähnten Zweitaktmaschinen dahingehend ähnlich, daß diese ein Maschinengehäuse 100 mit einer zylindrischen Kammer 101 darin enthält und ein ovaler Rotor 102 in der Kammer in einer zu der vorstehend beschriebenen Weise ähnlichen Weise befestigt ist. Die zylindrische Kammer 101 ist durch acht sich verschiebende Flügel in einer zu der vorstehenden, unter Bezugnahme auf die achtkammerige Zweitakt-Zyklus-Maschine beschriebenen ähnlichen Weise in acht Verbrennungszonen geteilt. Der Rotor 102 enthält eine teilweise hohle, mittige Welle 103, ähnlich zu dem vorstehend beschriebenen. Die Welle 103 enthält jedoch einen einzelnen Fluidstromweg 104, der die hohle Welle 103 mit einer ersten Öffnung 105 verbindet. Um die Welle 103 in dieser Anordnung zu halten, sind verstärkende Streben 105 zwischen der Welle 103 und der Innenwand der sich durch den Rotor 103 erstreckenden Bohrung 106 beabstandet angeordnet. Brenngase strömen durch eine erste Öffnung 105, durch einen Kanal 104 und durch die hohle Welle 103 heraus zu einem Abgassystem (nicht dargestellt).
Wie bei der vorstehend beschriebenen Zweitaktmaschine kann Luft durch eine Öffnung in einer Seitenwand des Maschinenkörpers (nicht dargestellt) in die Bohrung 106 treten. Ein Fluidstromweg 107 erstreckt sich zwischen der Bohrung 106 und einer zweiten Öffnung 108, um Luft zu gestatten, von 106 zu dem Inneren einer speziellen Brennkammer zu treten.
Der Betrieb der Viertaktmaschine wird nachstehend beschrieben. Wie in Fig. 4 dargestellt, sind Kammern 110 und 114 unter vollständiger Kompression, während die Kammern 112 und 116 maximales Volumen haben. Die Kammern 111 und 115 unterliegen der Kompression, während die Kammern 113 und 117 der Expansion unterliegen. Wenn sich der Rotor in die durch den Pfeil angezeigte Richtung dreht, wird Luft aus der Bohrung 106 durch Kanäle 107 zu einer zweiten Öffnung 108 und in eine expandierende Kammer 117 eingeführt. Nachdem vollständige Expansion eingetreten ist (Kammer 116), wird Kraftstoff in die Kammer durch eine Kraftstoffeinspritzung (in Phantomdarstellung gezeigt) eingespritzt, und die Kammer wird durch weitere Drehung des elliptischen Rotors komprimiert.
Beim Erreichen voller Kompression (114) der Kraftstoffladung wird ein Funken durch die Zündkerze (in Phantomdarstellung gezeigt) zur Verfügung gestellt. Gasförmige Expansion zwingt den Rotor, sich in der dargestellten Richtung zu drehen, bis maximale Expansion erreicht ist, worauf der Auslaßschlitz (erste Öffnung 105) sich drehend in die expandierte Kammer 111 tritt.
Bei weiterer Drehung werden Abgase druckbeaufschlagt durch den Rotor aus der Kammer herausgetrieben und werden durch das Abgasrohr durch die hohle Welle und zu einer Abgasleitung zur Atmosphäre gezwungen.
In dieser Weise wird der Ottomotorzyklus von Kompression, Zündung, Expansion und Austritt schrittweise in jeder Kammer 110 bis 117 in einer Weise ausgeführt, die als Viertaktbetrieb einer Brennkraftmaschine angesehen wird.
Es sollte zur Kenntnis genommen werden, daß die Maschine erfolgreich ohne Kraftstoffeinspritzung funktionieren kann, und Luft und Kraftstoff aus einer externen Einrichtung, wie z. B. einem Vergaser, direkt der Bohrung 106 zugeführt werden kann, das Luft-Kraftstoff-Gemisch in eine expandierende Kammer eingeführt werden kann oder in die Kammer durch Vorverdichtung des Gemisches (d. h. durch Vorverdichtung bzw. Aufladung oder ähnliches) in die Kammer gezwungen werden kann.
Es sollte zur Kenntnis genommen werden, daß aufgrund der nicht exzentrischen Bewegung des Rotors bestimmte Kammern von dem Verbrennungszyklusbetrieb ausgenommen werden können, wenn die Leistungsanforderungen an die Maschine gering sind.
Die achtkammerige Anordnung kann z. B. elektronisch versorgt werden, um nur eine Verbrennungsoperation jeder Kammer pro Umdrehung des Rotors zu gestatten. Dies könnte durch Zünden der Brennkammern, wie in Fig. 1 dargestellt, in der Reihenfolge der Kammern 40, 45, 42, 47, 44, 41, 46 und 43 erreicht werden. In dieser Zündfolge wird ein Drehmoment dem Rotor immer noch kontinuierlich zugeführt.
In ähnlicher Weise kann in einer sechsgleichkammerigen Anordnung, bei welcher aufeinanderfolgende Kammer in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn als A, B, C, D, E, F bezeichnet werden und mit einer Rotorbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn die Maschine gesteuert werden, um dem Rotor Leistungstakte in der Zündfolge A, E, C, A, E, C zu liefern. Hierbei wirken sechs Leistungspulse pro Umdrehung auf den Rotor ein entgegen zwölf pro Umdrehung, wenn alle sechs Kammern aktiv sind.
Diese Fähigkeit, variable Zündung und Betrieb in Bezug auf Hubraum zu bewirken, stellt inhärente Vorteile im Hinblick auf Kraftstoff-Ökonomie und Abgasemissionen zur Verfügung. Es sollte ebenfalls zur Kenntnis genommen werden, daß zwei oder mehrere Rotore gemäß der allgemeinen vorstehenden Beschreibung miteinander gekoppelt werden können, um die Ausbildung einer größeren Anzahl von Brennkammern in dem Maschinengehäuse zu erlauben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Paar von miteinander gekoppelten Rotoren ist in Fig. 6 dargestellt.
In dieser Figur ist eine Drehkolbenmaschine 120 mit einem Maschinengehäuse 121 dargestellt, das mit zwei zylindrischen Kammern 122, 123 ausgebildet ist. Jede der zylindrischen Kammern 122, 123 enthält eine Seitenwand 124, 125, und die zylindrischen Kammern sind durch eine Zwischenwand 126 getrennt. Diese Wände enthalten Kanäle 127, um Kühlmittel das Strömen durch diesen Bereich zum Entfernen von Wärme aus dem System zu erlauben.
Die Maschine enthält zwei ovale Rotore 128, 129, wobei jeder Rotor sich innerhalb seiner zylindrischen Kammer dreht. Die Rotare 128, 129 sind in ihrer Konstruktion ähnlich zu den vorstehend beschriebenen, die Abdichtungen 130, 131 aufweisen, um den Rotor gegenüber den Seitenwänden der jeweiligen zylindrischen Kammer abzudichten. Eine Anzahl von Flügeln ist in der zylindrischen Kammer vorgesehen, um die Kammer in eine Anzahl von Verbrennungszonen, wie vorstehend beschrieben, zu teilen. Der Rotor 128 ist durch eine hohle Welle 132 gehalten, und der Rotor 129 ist durch eine teilweise hohle Welle mit einem hohlen Abschnitt 133 und einem massiven Abschnitt 134 gehalten. Der massive Abschnitt 134 tritt durch eine geeignete Öffnung in der Seitenwand 125 und ist durch ein Lager 135 zum Drehen gehalten. Die Welle 134 kann als Antriebswelle angesehen werden und ist an das Schwungrad 136 gekoppelt.
Die Welle 132 und Wellenabschnitte 133, 134 sind aus einem einzelnen Teil gebildet, wodurch die Rotore 128 und 129 relativ zueinander axial positioniert werden. Wie vorstehend beschrieben, ist jede der Brennkammern mit einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung 140 und einer Zündkerze (nicht dargestellt) versehen.
Abgase treten von einer jeweiligen Brennkammer durch eine erste Öffnung 141 in den jeweiligen Rotor 128, 129 und durch einen zugehörigen Kanal 142 durch die hohle Welle 132 und zu einem Abgassystem (nicht dargestellt).
Die Rotore 128, 129 sind mit Bohrungen 143, 144 ausgebildet, die sich durch jeden Rotorkörper erstrecken, wobei die Bohrungen miteinander bei 145 kommunizieren. Eine Öffnung 146 ist durch die Seitenwand 124 bereitgestellt, um es Luft zu erlauben, in die Bohrung 143 und somit zur Durchgangsöffnung, bzw. Bohrung 144 einzutreten. In dieser Weise wird eine einzelne Öffnung 176 es Luft erlauben, sich durch die jeweiligen Bohrungen beider Rotoren auszudehnen. Eine Vielzahl von Lufteinlässen kann ebenfalls verwendet werden, falls große Volumen von Luft benötigt werden.
In einer zu der vorstehend beschriebenen ähnlichen Weise kommuniziert jede Bohrung 143, 144 mit einer zweiten Öffnung durch einen geeigneten Kanal (nicht dargestellt), um es Luft zu erlauben, in eine Brennkammer zu treten.
Bei einer Alternative kann jeder der Rotore 128, 129 mit separaten Bohrungen 143, 144 ausgebildet sein, die nicht miteinander kommunizieren, und bei dieser Alternative kann sich ein Lufteinlaß durch einen zwischenliegenden Abschnitt 126 mit sich zu beiden Bohrungen erstreckenden Öffnungen ausdehnen. Die Wandung 126 ist modifiziert, um in dichtendem Kontakt mit Wellenabschnitten 133 zu stehen, um getrennte Bohrungen zu definieren.
Da beide Rotore miteinander gekoppelt sind, werden diese ihre Drehkräfte auf die gemeinsame Welle aufbringen, wodurch die Antriebsleistungen verbessert werden.
Es sollte zur Kenntnis genommen werden, daß andere Änderungen vorgenommen werden können. Zum Beispiel können die Rotore in einer nichtparallelen Weise zur Welle ausgerichtet sein, derart, daß im Betrieb ihre individuellen Ottomotor-Zyklusfunktionen zu verschiedenen oder bei alternativen Zeitpunkten während jeder Umdrehung auftreten. In dieser (außer Phase stehenden) Weise tritt eine Überlappung der Ottomotor- Zyklusfunktionen in jedem Rotor auf, wodurch Ausgleich und umdrehungsbezogene Vorteile zur Verfügung gestellt werden, falls die Doppelrotormaschine mit einer reduzierten Anzahl von zündenden Brennkammern pro Umdrehung wie vorstehend beschrieben in Betrieb ist.
Ebenfalls können die Rotore alternativ wie in Fig. 6 dargestellt ausgerichtet sein und in einer synchronen Weise rotieren, während das Gehäuse, die Flügel und zugeordnete Einrichtungen des zweiten Rotors einige Grad relativ zu dem Gehäuse des ersten Rotors verdreht sein können, um so eine Überlappung von jeder Rotorfunktion im Betrieb wie vorstehend beschrieben zu erreichen.
Weiterhin kann in einer weiteren Alternative die Kraftstoffeinspritzeinrichtung zusammen mit einem Zwischenabschnitt 126 angeordnet sein, derart, daß eine Kraftstoffeinspritzung Kraftstoff für zwei benachbarte Kammern zur Verfügung stellen kann.
Mit einem zentralen Abgasrohr kann eine Turbine an das Abgasrohr gekoppelt werden, um der Welle direkt Antriebsleistung hinzuzufügen.
Bei kontinuierlicher Drehbewegung ist minimales Pulsieren der Abgase (entgegen Maschinen mit hin- und hergehenden Kolben) vorhanden. Die eintretende Luft tritt durch den Rotorkörper und kann das Kühlen des Rotors unterstützen. Die eintretende Luft kann ebenfalls durch Wärmeaustausch mit den heißen Abgasen vorbeheizt werden.
Die erfindungsgemäße Drehkolbenmaschine mit acht Kammern, jede mit zwei Leistungshüben pro Umdrehung der Rotorwelle, kann mit viel geringerer Geschwindigkeit laufen als konventionelle Zweitakthubkolbenmaschinen. Konventionelle Maschinen mit nur einem Leistungshub pro Antriebswellenumdrehung pro Zylinder mit vier Zylindern erreichen vier Leistungshübe pro Umdrehung. Die Drehkolbenmaschine wird 16 Leistungshübe pro Umdrehung erreichen und kann konsequenterweise mit einem Viertel der Geschwindigkeit bei der gleichen Leistung laufen. Die maximale Geschwindigkeit einer achtkammerigen Drehkolbenmaschine bei Zweitaktbetrieb kann deshalb auf ungefähr 1500 Umdrehungen/Minute festgesetzt werden. Das Erreichen zusätzlicher Geschwindigkeit der Rotorumdrehung wird zusätzliche Ausgangsleistung zur Verfügung stellen.
Es ist vorstellbar, daß eine Drehkolbenmaschine einen Innengehäusedurchmesser von 220 mm hat. Ein Gesamtmaschinenaußendurchmesser kann in der Größenordnung von 360 mm liegen. Eine geeignete Brennkammer wäre bei Maximumabstand 35 mm tief sein, zwischen den Flügeln 55 mm breit und 55 mm tief in Richtung der Rotorachse sein. Dies kann ein maximales Volumen von 106 cm3 pro Kammer und ein Kompressionsvolumen von 75 cm3 zur Verfügung stellen. Das Lufteinlaßvolumen für Verbrennung unter Vorverdichtungsbedingungen kann 16 × 75 cm3, d. h. 1200 cm3 pro Rotorumdrehung betragen. Für Kraftstoffe mit höheren Oktanzahlen wird ein Vorverdichtungsanteil benötigt. Die Maschine hat ein Potential, 30 Kilowatt netto bei 1500 Umdrehungen/Minute zu entwickeln, oder es können zwei benachbarte Rotoren verwendet werden, um eine Leistung von 60 Kilowatt zu erreichen.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit sechs Kammern und ähnlichem Innengehäusedurchmesser sind die jeweiligen Kammern größer als diejenigen der Achtkammer-Version und können deshalb breiter sein. Das größere erreichte Kammervolumen wird dadurch die Verbrennung von mehr Kraftstoff pro Umdrehung des Rotors und somit die Entwicklung von mehr Leistung erlauben.
Es sollte zur Kenntnis genommen werden, daß verschiedene andere Veränderungen und Modifizierungen an dem Ausführungsbeispiel vorgenommen werden können, ohne von dem in den beigefügten Ansprüchen definierten Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims (17)

1. Drehkolbenmaschine mit folgenden Merkmalen:
ein Maschinengehäuse (10) mit einer zylindrischen Kammer (11) und mit Seitenwänden (13a, 13b),
ein Rotor (12) mit einem Hauptkörper (13c), der zwei sich gegenüberliegende Seitenwände (15, 16) und eine Umfangswand (14) aufweist, und mit zwei sich gegenüberliegenden Wellenabschnitten (21, 22), die sich von einer jeweiligen Seitenwand (15, 16) nach außen erstrecken, wobei die Wellenabschnitte (21, 22) relativ zueinander axial ausgerichtet sind und sich durch eine jeweilige Seitenwand (13a, 13b) der zylindrischen Kammer (11) erstrecken, so daß der Rotor (12) sich um eine mittige Achse drehen kann;
eine Vielzahl von verschieblichen Flügeln (48 bis 53), die in dem Maschinengehäuse (10) geführt sind und die sich zwischen der peripheren Oberfläche des Rotors (12) und der Innenwand der zylindrischen Kammer (11) erstrecken, um eine Vielzahl von getrennten expandierenden und kontraktierenden Kammern (40 bis 47) zu definieren;
Mittel zur Bildung eines Einlaßstromweges und eines Auslaßstromweges, die voneinander getrennt sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor (12) ovalen Querschnitt aufweist,
daß die expandierenden und kontraktierenden Kammern (40 bis 47) als Brennkammern ausgebildet sind,
daß der Rotor (12) den Auslaßstromweg für Abgas aufnimmt, der sich von mindestens einer Auslaßöffnung (30, 31) in der peripheren Oberfläche des Rotors (12) durch den Hauptkörper (13c) des Rotors (12) und durch einen der Wellenabschnitte (21) erstreckt, und
daß der Einlaßstromweg für Einlaßfluid sich durch eine Öffnung (33) in einer der Seitenwände (13a) der zylindrischen Kammer (11) erstreckt, und zwar im Abstand zu den Wellenabschnitten (21, 22) und dann durch den Hauptkörper (13c) des Rotors (12) zu mindestens einer Einlaßöffnung (35, 36) in der Umfangswand (14) des Rotors führt.
2. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wellenabschnitt (21), durch welchen der Auslaßstromweg führt, im wesentlichen hohl ist, und
daß der andere Wellenabschnitt (22) im wesentlichen massiv ist.
3. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Wellenabschnitt (21) und der massive Wellenabschnitt (22) ein einziges Teil bilden.
4. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens ein Fluidstromkanal (28, 29) des Auslaßstromweges zwischen dem hohlen Wellenabschnitt (21) und der Auslaßöffnung (30, 31) erstreckt.
5. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Auslaßstromweg gabelt, um zwei Fluidstromkanäle (28, 29) und zwei Auslaßöffnungen (30, 31) zu bilden.
6. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ovale Rotor (12) eine Ausnehmung (19) enthält, die in wenigstens einer der gegenüberliegenden Seitenwände (15, 16) des Rotors (12) ausgebildet ist und die einen Abschnitt des Einlaßstromweges bildet.
7. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmung (19) axial durch den Rotor (12) erstreckt, um eine Bohrung zu definieren.
8. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (12) einen sich zwischen der Bohrung und der Einlaßöffnung (35, 36) erstreckenden Kanal enthält, der einen Teil des Einlaßstromweges bildet.
9. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor zwei Einlaßstromkanäle zwischen der Bohrung und zwei Einlaßöffnungen (35, 36) enthält.
10. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (30, 31) und die Einlaßöffnung (35, 36) relativ zueinander benachbart beabstandet angeordnet sind, so daß beide Öffnungen mit einer gemeinsamen Brennkammer (40 bis 47) kommunizieren können.
11. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (35, 36) und die Auslaßöffnung (30, 31) zueinander benachbart beabstandet angeordnet sind, wobei die Öffnungen mit verschiedenen Brennkammern (40 bis 47) kommunizieren.
12. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (30, 31) und die Einlaßöffnung (35, 36) zur kleineren Achse des Rotors (12) benachbart angeordnet sind.
13. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (55), die mit einer oder mehreren der getrennten Brennkammern (40 bis 47) kommuniziert.
14. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kraftzündeinrichtung (56), die mit einer oder mehreren der getrennten Brennkammern (40 bis 47) kommuniziert.
15. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch sechs bis acht Brennkammern (40 bis 47).
16. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Brennkammern (40 bis 47) eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (55) und eine Zündeinrichtung (56) enthält.
17. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Rotoren (128, 129), wobei sich jeder Rotor (128, 129) innerhalb einer jeweiligen zylindrischen Kammer (122, 123) dreht und an eine gemeinsame Welle gekoppelt ist.
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