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DE69309904T2 - Rotierende brennkraftmaschine - Google Patents

Rotierende brennkraftmaschine

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Publication number
DE69309904T2
DE69309904T2 DE69309904T DE69309904T DE69309904T2 DE 69309904 T2 DE69309904 T2 DE 69309904T2 DE 69309904 T DE69309904 T DE 69309904T DE 69309904 T DE69309904 T DE 69309904T DE 69309904 T2 DE69309904 T2 DE 69309904T2
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DE
Germany
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eccentric
compression
working
slide
housing
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DE69309904T
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Ross W. Lucas Tex. Riney
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Individual
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Publication of DE69309904T2 publication Critical patent/DE69309904T2/de
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
    • F02C3/26Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being solid or pulverulent, e.g. in slurry or suspension
    • 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
    • F02B53/08Charging, e.g. by means of rotary-piston pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C11/00Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type
    • F01C11/002Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of similar working principle
    • F01C11/004Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of similar working principle and of complementary function, e.g. internal combustion engine with supercharger
    • 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
    • F02B53/02Methods of operating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G3/00Combustion-product positive-displacement engine plants
    • 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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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Pulleys (AREA)
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  • Supercharger (AREA)
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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Verbrennungskraftmaschinen und insbesondere auf Rotationsmotoren.
  • Der Bedarf an effizienteren und leistungsstarken Verbrennungskraftmaschinen ist immer vorhanden. Sich drehende Motoren bzw. Rotationsmotoren haben sich als wichtige Alternativen zu konventionellen Motoren vom Kolbentyp erwiesen.
  • Die Wirksamkeit eines Motors beruht teilweise darauf, ob er in vollem Umfang von der Energie Gebrauch macht, die aus der Expansion der verbrannten Gase verfügbar ist. Einschränkungen hinsichtlich der Größe des verfügbaren Volumens für die Gasexpansion während der Verbrennung sind bei existierenden Drehkolbenmotoren ein Problem in der vollen Ausnutzung der aus der Verbrennung von Gasen verfügbaren Energie gewesen. Dementsprechend resultiert eine Effizienzeinschränkung daraus, wenn der Abgasausstoß auftritt, bevor sich die verbrannten Gase vollständig expandiert haben, d.h. bevor der Arbeitshub vollendet ist.
  • Es ist daher der Bedarf entstanden an einem Rotationsmotor, der aufgrund der effizienten Ausnutzung des Raumes in einem solchen Motor ein relativ großes Volumen für die Gasexpansion zur Verfügung stellt, um einen Vorteil aus der aus den Verbrennungsgasen zur Verfügung stehenden Energie zu ziehen.
  • Die Beschreibung des Patentes US-A-4 739 615 offenbart eine Verbrennungskraftmaschine mit einem hin und her gehenden Saugkolben und einem hin und her gehenden Leistungs- bzw. Arbeitskolben, die mit rotierenden Verbrennungskammern in Verbindung stehen, welche unter Druck gesetzte Luft und Brennstoff aus dem Zylinder des Saugkolbens aufnehmen und sich nach einer vollständigen Verbrennung in den Zylinder des Arbeits- bzw. Kraftkolbens entlanden.
  • Die Beschreibung des Patentes GB-A-1 531 541 offenbart einen Drehkolbenverbrennungsmotor mit einem zylindrischen Rotor, der zwei voneinander beabstandete, sich in Umfangsrichtung erstreckende Nuten hat mit Kontaktventilen, welche die Nuten in Induktionsund Kompressionskammern bzw. in Expansions- und Abgaskammern aufteilen.
  • Das Patent DE-A-822 312 offenbart eine Verbrennungskammer mit einem Zwillingsexzenter, der getrennte Kompressions- und Arbeitskammern bildet, und mit einer gemeinsamen Übergangskammer.
  • Gemäß der Erfindung ist ein Rotationsmotor vorgesehen, mit:
  • einem Gehäuse, welches zwei Enden und eine durchgehende Bohrung hat,
  • einem Rotor mit einem Kompressionsexzenter und einem Arbeitsexzenter, wobei die Exzenter voneinander beabstandet sind und der Rotor in der Bohrung in dem Gehäuse aufgenommen ist und eine axiale Welle aufweist,
  • einem Eingangssammler, der mit dem Kompressionsexzenter ausgerichtet ist und so betreibbar ist, daß er Gase in einen Verbrennungsraum leitet, der zwischen dem Gehäuse, dem Kompressionsexzenter und einem Kompressionsschieber gebildet wird, wobei der Kompressionsschieber neben dem Kompressionsexzenter angeordnet ist, und wobei Einrichtungen vorgesehen sind, um den Kompressionsschieber in dichtem Kontakt mit dem Kompressionsexzenter zu erhalten, so daß in dem Kompressionsraum ein Kompressionshub stattfinden kann,
  • einer rotierenden Verbrennungskammereinheit in Verbindung mit den Exzentern, welche weiterhin zwei Verbrennungskammern aufweist, von denen jede so betreibbar ist, daß sie Gase aus dem Kompressionsexzenter zu dem Arbeitsexzenter überführt,
  • einer Zündeinrichtung, die mit der sich drehenden Verbrennungskammereinheit verbunden ist und so betreibbar ist, daß sie Gase in den Verbrennungskammern zündet,
  • einem Arbeitsschieber, der neben dem Arbeitsexzenter angeordnet ist, sowie Einrichtungen, um den Arbeitsschieber in dichtem Kontakt mit dem Arbeitsexzenter zu erhalten, und
  • einem Abgasanschluß, der mit dem Arbeitsexzenter ausgerichtet ist, so daß ein Arbeitshub in dem von dem Gehäuse, dem Arbeitsexzenter und dem Arbeitstor gebildeten Raum auftritt.
  • Dementsprechend ist eine Rotationsbrennkraftmaschine vorgesehen, die einen Rotor aufweist, der in einem Gehäuse aufgenommen ist. Der Rotor weist einen Kompressionsexzenter und einen Arbeitsexzenter auf, die voneinander beabstandet sind. Gase werden durch einen Einlaßverteiler bzw. -sammler in das Gehäuse geleitet. Die Gase werden in dem von dem Gehäuse, dem Kompressionsexzenter und einem Kompressionsschieber, welcher zu jeder Zeit mit dem Kompressionsexzenter in Kontakt bleibt, gebildeten Raum komprimiert. Eine sich drehende Verbrennungskammer überführt Gase von dem Kompressionsexzenter zu dem Arbeitsexzenter. Während dieser Überführung zündet eine Zündeinrichtung die Gase in der Rotationskammer, bevor sie zu dem Arbeitsexzenter überführt sind. Diese gezündeten Gase dehnen sich in dem von dem Arbeitsexzenter, dem Gehäuse und einem Arbeitsschieber gebildeten Raum aus, welcher zu jeder Zeit mit dem Arbeitsexzenter in Kontakt steht. Gase treten über den Arbeitsexzenter durch einen Abgasanschluß aus, der mit dem Arbeitsexzenter ausgerichtet ist.
  • Ein beträchtlicher Teil der von den Verbrennungsgasen verfügbaren Energie kann vor dem Abgasausstoß ausgenutzt werden.
  • Die Erfindung ist anhand eines Beispiels in den beigefügten Zeichnungen schematisch veranschaulicht, von denen:
  • Figur 1 eine Explosionsdarstellung einer sich drehenden Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung ist,
  • Figuren 2a und 2b obere und untere schematische Darstellungen einer sich drehenden Verbrennungskammer einer Rotationsbrennkraftmaschine gemäß der Erfindung sind,
  • Figuren 3a bis 6b schematische Querschnittsansichten des Kompressionshubs in einer rotierenden Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung sind und
  • Figuren 7a bis 8b schematische Querschnittsansichten sind, welche den Arbeitshub der rotierenden Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung veranschaulichen.
  • In den Zeichnungen werden für ähnliche Teile in den verschiedenen Figuren ähnliche Bezugszeichen verwendet, und Figur 1 ist eine Explosionsdarstellung einer rotierenden Brennkraftmaschine, die allgemein mit 10 bezeichnet wird. Im allgemeinen erfolgt der Betrieb des Motors in einem Gehäuse oder Motorblock 12. Ein Rotor 14 dreht sich in einer Bohrung 16 des Gehäuses 12. Der Rotor 14 kann drehbar in dem Gehäuse 12 von getrennten Lagern (nicht dargestellt) gehalten werden oder durch sehr enges Einhalten bzw. Kontrollieren der Toleranzen an der Außenseite des Rotors 14, wo er in das Gehäuse 12 hineinpaßt. Der Rotor 14 weist eine Welle 18 mit einem Durchmesser auf, der kleiner ist als der Rotor 14, welche sich konzentrisch von jedem Ende des Rotors 14 aus erstreckt. Einen günstigen bzw. zweckmäßigen Vorteil der sich drehenden Brennekraftmaschine 10 kann man erhalten durch die mechanische Verbindung verschiedener Systeme mit der Welle 18. Beispielsweise kann die Drehung der Welle 18 verwendet werden, um ein Auto anzutreiben.
  • Der Rotor 14 weist auch einen Kompressionsexzenter 20 und einen Arbeitsexzenter 22 auf, die in dem Rotor 14 ausgebildet sind. Jeder dieser Exzenter hat einen kleineren Durchmesser als der Außenumfang des Rotors 14 und liegt tangential bezüglich des Rotors 14 (der Exzenter 20 liegt tangential an einem Tangentenpunkt 21, und der Exzenter 22 liegt tangential an einem Tangentenpunkt 23, wie es in den Figuren 3b bzw. 7b dargestellt ist). Weiterhin liegen die Exzenter 20 und 22 um 180º außer Phase, so daß der Tangentenpunkt 21 von dem Tangentenpunkt 23 um 180º beabstandet bzw. getrennt ist.
  • Zwei ringförmige Dichtungen 24 und 26 befinden sich am Umfang des Rotors 14, um die von den Kompressions- und Arbeitshüben in dem Gehäuse 12 erzeugten Drücke abzudichten. Eine Dichtung zwischen dem Gehäuse 12 und dem Rotor 14 wird durch eng eingehaltene Toleranzen gebildet, oder es kann eine getrennte, ringförmige Dichtung (nicht dargestellt) auf dem Rotor 14 zwischen den Exzentern 20 und 22 verwendet werden, um den Druck über den Rotor 14 zwischen den Exzentern 20 und 22 abzudichten bzw. um die Exzenter 20 und 22 entlang des Rotors druckfest gegeneinander abzudichten.
  • Ein Einlaßsammler 28 ist mit dem Gehäuse 12 verbunden, um durch eine Bohrung 30 Gase (wie z. B. eine Luft/Brennstoffmischung) in das Gehäuse 12 zu lassen. Die durch den Einlaßsammler 28 eintretenden Gase können beispielsweise von einer Brennstoffeinspritzvorrichtung oder einem Vergasersystem 32 kommen. Die Bohrung 30 ist in x-Richtung 34 mit dem Kompressionsexzenter 20 ausgerichtet und hat in x-Richtung 34 eine Breite, die geringer ist als die Breite des Exzenters 20. Die Orientierung der Richtungsachse 34 ist in Figur 1 dargestellt.
  • Eine rotierende Verbrennungskammereinheit 36 dreht sich in einer Bohrung 38 in dem Gehäuse 12. Wie durch die weggeschnittene Ansicht der sich drehenden Verbrennungskammereinheit 36 dargestellt, ist diese in zwei getrennte, D-förmige Kammern 37 und 39 aufgeteilt.
  • Die Figuren 2a und 2b zeigen Ansichten der sich drehenden Verbrennungskammereinheit 36 von oben und von unten. Wie in Figur 2a dargestellt ist, sind zwei Zündöffnungen 40 und 42 in der Oberseite der sich drehenden Verbrennungskammereinheit 36 ausgebildet. Eine Zündeinrichtung, wie z. B. eine Zündkerze 47 (5. Figur 1), zündet in jeder der Kammern 37 und 39 der sich drehenden Verbrennungs kammer 136 Gase durch die geeignet ausgestaltete Verbrennungsöffnung 40 oder 42. Ein D-förmiger Schlitz ist im Grund jeder der beiden Kammern der sich drehenden Verbrennungskammereinheit 36 ausgebildet, wie in den Figuren 2b anhand der Bezugszahlen 44 und 46 dargestellt. Die Länge der Schlitze 44 und 46 muß kleiner sein als der Abstand zwischen dem Kompressionsexzenter 20 und dem Arbeitsexzenter 22, um die Isolierung der Drücke in diesen Exzentern sicherzustellen.
  • Im Betrieb überträgt die sich drehende Verbrennungskammereinheit in dem Kompressionsexzenter 20 komprimierte Gase zu dem Arbeitsexzenter 22. Die Gase treten in die Kammern der sich drehenden Verbrennungskammereinheit 36 durch die D-förmigen Schlitze 44 und 46 ein und aus. Die Gase treten aus dem Kompressionsexzenter 20 durch einen Schlitz 48 (s. Figur 1) aus, der im Grund der Bohrung 38 in dem Gehäuse 12 in der Bohrung 16 ausgebildet ist. Der Schlitz 48 ist in x-Richtung 34 schmaler als der Exzenter 20 in dieser x-Richtung 34. Die Gase werden von der sich drehenden Verbrennungskammereinheit 36 durch einen Schlitz 50 zu dem Arbeitsexzenter 22 überführt. Der Schlitz so ist in dem Gehäuse 12 ausgebildet, um einen Gasstrom von der Bohrung 38 durch das Gehäuse 12 in die Bohrung 16 zu ermöglichen. Der Schlitz so ist in x-Richtung 34 schmaler als der Arbeitsexzenter 22.
  • Die sich drehende Verbrennungskammereinheit 36 dreht sich mit der Hälfte der Geschwindigkeit des Rotors 14 und wird durch ein Kegelrad 52 angetrieben, welches auf einer Welle 53 montiert ist. Die Welle 53 trägt ebenfalls ein Zahnrad 54, welches von der Welle 18 angetrieben wird. Ein an dem Gehäuse 12 montiertes Lager umfaßt eine obere Hälfte oder Kappe 56 und eine untere Hälfte 58, welche die Welle 53 für eine Drehung zwischen dem Zahnrad 54 und dem Kegelrad 52 lagert.
  • Ein Verbrennungskammerkopf 60 ist an dem Gehäuse 12 befestigt und nimmt die rotierende Verbrennungskammereinheit 36 und den Antriebsaufbau auf. Eine Öffnung 62 ist in dem Verbrennungskammerkopf 60 ausgebildet, um die Zündkerze 47 aufzunehmen.
  • Eine Öffnung 64 erstreckt sich radial durch das Gehäuse 12 zu der Bohrung 16 in derselben Position in x-Richtung 34 wie der Arbeitsexzenter 22. Die Breite der Öffnung 64 in x-Richtung 34 ist kleiner als die Breite des Arbeitsexzenters 22 in der x-Richtung 34.
  • Ein Arbeitsschieber oder Dichtung 66 steht durch die Öffnung 64 hervor und berührt die Oberfläche des Exzenters 22. Die Oberfläche des Arbeitsschiebers 66, die mit dem Exzenter 22 in Berührung steht, ist so geformt, daß sie sich der Oberfläche des Arbeitsexzenters zum Zeitpunkt der Leistungsabgabe anpaßt, wie unten noch beschrieben wird. Der Arbeitsschieber 66 wird durch Verwendung einer Feder 68 in Richtung eines konstanten Gleitkontaktes mit dem Arbeitsexzenter 22 gedrückt, auch wenn andere Kräfte, wie z. B. hydraulische, pneumatische oder elektrische Kräfte, verwendet werden könnten, um die Funktion der Feder 68 auszuüben. Die Feder 68 ist ihrerseits in einem Gehäuse 70 montiert, welches die Feder 68 und den Arbeitsschieber 66 aufnimmt.
  • Eine Kompressionsschieberöffnung ähnlich der Öffnung 64 (in Figur 1 nicht dargestellt) erstreckt sich in radialer Richtung durch das Gehäuse 12 in die Bohrung 16, um einen Kompressionsschieber oder Dichtung 72 aufzunehmen. Die Kompressionsschieberöffnung und der Kompressionsschieber 72 sind mit dem Kompressionsexzenter 20 ausgerichtet. Der Kompressionsschieber 72 ist im bzw. durch das Gehäuse 12 in derselben Position in x-Richtung 34 angeordnet wie der Kompressionsexzenter 20. Die Breite der nicht dargestellten Öffnung und des Kompressionsschiebers 72 in x-Richtung 34 ist kleiner als die des Exzenters 20 in x- Richtung 34. Die Oberfläche des Kompressionsschiebers 72, die mit dem Exzenter 20 in Kontakt steht, ist so geformt, daß sie sich der Oberfläche des Exzenters 20 während der vollständigen Kompression anpaßt, wie weiter unten noch beschrieben wird. Der Kompressionsschieber 72 wird von einer Feder 74 in Richtung des Gleitkontaktes mit dem Exzenter 20 gedrückt, wobei diese Feder wiederum in einem Gehäuse 76 montiert ist. Das Gehäuse 76 nimmt den Kompressionsschieber 72 und die Feder 74 auf.
  • Zwei Gehäuseendplatten 78 (in Figur 1 ist nur eine dargestellt) sind mit den Enden bzw. Stirnseiten des Gehäuses 12 verbunden, um das Gehäuse 12 abzudichten. Falls gewünscht, können Lager (nicht dargestellt) zwischen den Endplatten 78 und der Welle 18 vorgesehen werden, die sich durch jene hindurch erstreckt.
  • Den Betrieb bzw. die Funktionsweise des Rotationsmotors 10 versteht man am besten unter Bezug auf die Figuren 3a bis 8b. Die Figuren 3a bis 6b veranschaulichen den Kompressionshub des Rotationsmotors 10. In diesen Figuren dreht sich der Rotor 14 im Uhrzeigersinn. Gemäß Figur 3b treten Gase (z. B. eine Luft/Brennstoffmischung) durch den Einlaßsammler 28 in das Gehäuse 12 ein. Während sich der Exzenter 20 dreht, wird durch die Oberflächen des Exzenters 20, das Gehäuse 12 und den Kompressionsschieber 72 ein Raum mit sich veränderndem Volumen erzeugt. Wie in Figur 4b dargestellt ist, hat sich der Exzenter 20 so gedreht, daß ein vollständiger Einlaß bzw. ein vollständiges Ansaugen stattgefunden hat. In den Figuren 3b und 4b sind die Einlaßgase durch eine Punktierung wiedergegeben.
  • Figur 5b gibt die Position des Exzenters 20 wieder, wenn die Kompression beginnt. In Figur 5b hat sich der Tangentialpunkt 21 des Exzenters 20 über den Einlaßsammler hinaus gedreht und schließt daher die Gase in dem Raum mit sich veränderndem Volumen ein, der durch die dem Schlitz 48 nächstliegende Seite des Kompressionsschiebers 72, den Exzenter 20 und das Gehäuse 12 gebildet wird. Wenn der Exzenter 20 seine Drehung fortsetzt, wie es in Figur 6b dargestellt ist, werden die Gase vollständig komprimiert, wenn sich der Tangentialpunkt 21 des Exzenters 20 dem Kompressionsschieber 72 nähert. Wie in Figur 6b dargestellt, befindet sich der Kompressionsschieber 72 in vollem Kontakt mit dem Exzenter 20.
  • Während sich der Rotor 14 und der Kompressionsexzenter 20 drehen, dreht sich auch die Verbrennungskammereinheit 36, wie in den Figuren 3a, 4a, 5a und 6a dargestellt ist. Wenn sich die drehende Verbrennungskammereinheit 36 dreht, verläuft der D-förmige Schlitz 44 über den Schlitz 48 hinweg und erlaubt damit, daß die komprimierten Einlaßgase in eine der Kammern der sich drehenden Verbrennungskammereinheit 36 eintreten, wie in Figur 5a dargestellt. Während die sich drehende Verbrennungskammereinheit 36 ihre Drehung fortsetzt, bewegt sich der D-förmige Schlitz 44 weiter und verläuft vollständig über den Schlitz 48 hinweg und nimmt dadurch das gesamte komprimierte Gas aus dem Kompressionsexzenter 20 vollständig auf. Dieses komprimierte Gas wird dann durch die Kerze 47 gezündet, wenn die Zündöffnung 40 unter der Öffnung 62 hindurchläuft Während die rotierende Verbrennungskammereinheit 36 ihre Drehung fortsetzt, werden die gezündeten Gase zu der Arbeitsexzenterseite des Rotors 14 geleitet, wie in den Figuren 7a, 7b, 8a und 8b dargestellt ist. Die Figuren 7a, 7b, 8a und 8b sind rückwärtige Ansichten im Vergleich zu den Figuren 3a - 6b, so daß diese Figuren um 180º gedreht sind.
  • Während der D-förmige Schlitz 44 an dem Schlitz 50 vorbeiläuft, dehnen sich die gezündeten Gase in den Raum mit variablem Volumen aus, der durch den Arbeitsschieber 66, den Exzenter 22 und das Gehäuse 12 gebildet wird. Diese verbrennenden und sich ausdehnenden Gase übertragen Energie auf den Exzenter 22 und bewirken dadurch eine Drehung. Während sich der Exzenter 22 und der Rotor 14 drehen, werden die verbrannten Gase durch einen Abgasanschluß 80 freigelassen bzw. herausgelassen, wie in Figur 8b dargestellt, wobei die Punktierung den Ausstoß durch den Auslaßanschluß 80 andeutet, wenn der Tangentialpunkt 23 den Auslaßanschluß 80 passiert. Da der Raum mit variablem Volumen, der von dem Arbeitsschieber 66, dem Exzenter 22 und dem Gehäuse 12 gebildet wird, relativ groß ist, ist die Effizienz des Rotationsmotors 10 hoch. Durch Verwendung dieses relativ großen Raumes für die Gasexpansion zieht der Rotationsmotor 10 einen Nutzen aus einem großen Teil der von den expandierenden Gasen zur Verfügung stehenden Energie.
  • Zusammenfassend ist ein Rotationsmotor vorgesehen, der einen Rotor aufweist, welcher zwei außer Phase liegende Exzenter 20, 22, einen 20 für die Kompression und den anderen 22 für die Arbeit bzw. Leistung aufweist. Die sich drehende Verbrennungskammereinheit 36 überführt Gase von dem Kompressionsexzenter 20 zu dem Arbeitsexzenter 22. Diese Gase werden in der sich drehenden Verbrennungskammereinheit 36 gezündet, und die Gase expandieren dann in den zwischen dem Arbeitsexzenter 22, dem Gehäuse 12 und dem Arbeitsschieber 66 gebildeten Raum, was die Drehung des Rotors 14 bewirkt.

Claims (9)

1. Rotationsmotor mit:
einem Gehäuse (12), welches zwei Enden und eine durchgehende Bohrung (16) hat, einem Rotor (14), welcher einen Kompressionsexzenter (20) und einen Arbeitsexzenter (22) hat, wobei die Exzenter (20, 22) voneinander beabstandet sind und der Rotor in der Bohrung (16) in dem Gehäuse (12) aufgenommen ist und eine axiale Welle (18) aufweist,
einem Einlaßsammler (28), der mit dem Kompressionsexzenter (20) ausgerichtet ist und so betreibbar ist, daß er Gase in einen Kompressionsraum transportiert, der zwischen dem Gehäuse (12), dem Kompressionsexzenter (20) und einem Kompressionsschieber (72) gebildet wird, wobei der Kompressionsschieber (72) an dem Kompressionsexzenter (20) angeordnet ist und Einrichtungen (74) vorgesehen sind, um den Kompressionsschieber (72) in abgedichtetem Kontakt mit dem Kompressionsexzenter (20) zu halten, so daß ein Kompressionshub in dem Kompressionsraum stattfinden kann,
einer rotierenden Verbrennungskammereinheit (36), welche in Verbindung mit den Exzentern steht und welche zwei Verbrennungskammern (37, 39) aufweist, die jeweils so betreibbar sind, daß sie Gase von dem Kompressionsexzenter (20) zu dem Arbeitsexzenter (22) übertragen,
einer Zündeinrichtung (47), welche mit der rotierenden Verbrennungskammereinheit (36) verbunden und so betreibbar ist, daß sie Gase in den Verbrennungskammern (37, 39) zündet,
einem Arbeitsschieber (66), der an dem Arbeitsexzenter (22) angeordnet ist und Einrichtungen (68), um den Arbeitsschieber (66) in dichtem Kontakt mit dem Arbeitsexzenter (22) zu halten, sowie
einem Abgasanschluß (80), der mit dem Arbeitsexzenter (22) ausgerichtet ist, so daß ein Arbeitshub in dem Raum auftritt, der durch das Gehäuse (12), den Arbeitsexzenter (22) und den Arbeitsschieber (66) gebildet wird.
2. Rotationsmotor nach Anspruch 1, wobei:
die Einrichtungen zum Halten der Kompressionsklappe bzw. des Kompressionsschiebers (72) in abgedichtetem Kontakt eine Federeinrichtung (74) aufweisen, welche die Kompressionsschieber (72) in Kontakt mit dem Kompressionsexzenter (20) drückt, und die Einrichtungen zum Halten des Arbeitsschiebers (66) in abgedichtetem Kontakt eine Federeinrichtung (68) aufweisen, welche den Arbeitsschieber (66) in Kontakt mit dem Arbeitsexzenter (22) vorspannt.
3. Rotationsmotor nach Anspruch 1, einschließlich Einrichtungen (52, 54), welche die Welle (18) wirksam mit der Rotationsverbrennungskammereinheit (36) verbinden, wobei die Rotationsverbrennungskammereinheit (36) sich halb so schnell dreht wie der Rotor (14).
4. Rotationsmotor nach Anspruch 3, wobei die Einrichtungen einen Getriebemechanismus (52, 54) aufweisen.
5. Rotationsmotor nach Anspruch 4, wobei der Getriebemechanismus weiterhin aufweist:
ein Zahnrad (54), welches mit der Welle (18) verbunden ist,
eine Zahnradwelle (53), welche das Zahnrad (54) trägt,
ein Lager (56, 58), welches die Zahnradwelle (52) drehbar haltert,
ein Kegelzahnrad (52), welches auf der Zahnradwelle (53) dem Zahnrad (54) entgegengesetzt liegend montiert ist, und
ein Zahnrad, welches in die Rotationsverbrennungskammereinheit (36) eingeschlossen ist und passend mit dem Kegelzahnrad (52) in Eingriff steht und von diesem gedreht wird.
6. Rotationsmotor nach Anspruch 1, wobei die Rotationsverbrennungskammereinheit (35) zwei Schlitze (44, 46) aufweist, wobei jeder der Schlitze einer der Kammern (37, 39) zugeordnet ist, so daß die Gase von dem Kompressionsexzenter (20) durch den jeder Kammer zugeordneten Schlitz (44, 46) in jede Kammer (37, 39) eintreten und aus jeder Kammer (37, 39) zu dem Arbeitsexzenter (22) durch jeden den Kammern zugeordneten Schlitz (44, 46) austreten.
7. Rotationsmotor nach Anspruch 1, wobei die Kompressions- und Arbeitsexzenter (20, 22) jeweils tangential zu dem Rotor bei entsprechenden Tangentenpunkten (21, 23) liegen.
8. Rotationsmotor nach Anspruch 7, wobei die jeweiligen Tangentialpunkte (21, 23) um 180º außer Phase liegen.
9. Rotationsmotor nach Anspruch 1, einschließlich zweier Endplatten (78), die mit den entsprechenden Enden des Gehäuses (12) verbunden sind.
DE69309904T 1992-02-05 1993-02-03 Rotierende brennkraftmaschine Expired - Fee Related DE69309904T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US83142592A 1992-02-05 1992-02-05
PCT/US1993/001268 WO1993016273A1 (en) 1992-02-05 1993-02-03 Rotary engine

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