DE2719117A1 - Drehkolbenmaschine mit drei rotoren - Google Patents

Description

• Drehkolbenmaschine mit drei Rotoren
• Die Erfindung betrifft eine Maschine mit drei Rotoren zum Umsetzen von Energie in ein Drehmoment. Speziell befasst sich die Erfindung mit Vieltaktmaschinen, welche ein Drehmoment bezüglich eines Gehäuses erzeugen. Im einzelnen befasst sich die Erfindung mit Maschinen mit drei Rotoren,die bezüglich eines Gehäuses ein Drehmoment erzeugen, sowie mit Verfahren zur Verbesserung des Wirkungsgrades solcher Maschinen.
• Vieltaktmaschinen, welche Energie in ein Drehmoment umwandeln, sind bekannt. Zwei bekannte Maschinen dieses Typs sind die Kolbenmaschinen.und die Drehkolbenmaschinen, wobei letztere auch als Wankelmotoren bezeichnet werden. Eine frühere Anmeldung des Anmelders ( US-PS-3 985 110) beschreibt Vieltaktmaschinen und ist auf eine neuartige Konstruktion einer Drehkolbenmaschine gerichtet, welche als Zwei-Rotor-Maschine bezeichnet ist. Die Zwei-Rotor-Maschine weist ebenfalls drei Rotoren auf; das Drehmoment wird jedoch als Ergebnis der Kräfte,die über zwei Seitenrotoren wirksam werden, erzeugt, wobei der mittlere (dritte) Rotor verwendet wird, um für eine Rotation zu sorgen, die gleich der durchsc;anittlichen Rotation der beiden Seitenrotoren ist.
• Der Wankelmotor wra as S 3enznn.otor mit der bekannten Taktfolge von Otto-Motoren betrieben. Die Kolbenmotoren werden mit der Taktfolge on Otto-Dtoren betrieben, sowie mit der bekannten Taktfolge ven Dieselmotoren. In der zitierten früheren Anmeldung ist dargelegt, da die Zwei-Rotor-Maschine sowohl mit der Taktfolge enes Dieselmotors betrieben werden kann und auch gemäß andere welche als neu angesehen werden und bei den- zwsätzliche Takte dazu dienen, einen Teil der Wärme, welche normale weise im Kühlsystem und in den heißen Abgasen verloren gehen, in ein auswertbares Drehmoment umzuwandeln.
• Der Kolbenmotor und der Wankelmotor sind in ihrer gegenwärtigen Form hinsichtlich ihres thermischen Wirkungsgrades unbefriedigend. Es ist eine wohlbekannte Tatsache, daß unter optimalen Bedingungen der Wirkungsgrad eines Benzin-Kolbenmotors bei etwa 25% liegt, während der Wirkungsgrad eines Dieselmotors bei etwa 35% liegt. Der Wankelmotor hat keine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades gegenüber den Kolbenmotoren gebracht. Im Schrifttum über Motoren wird dargelegt, daß von den 75% des Kraftstoffes, welche bei Brennkraftmaschinen verloren gehen, etwa 36% über die Kühlanlage abgegeben werden, während 34% mit den heißen Abgasen verloren gehen und 5% als Reibungsverluste in den Lagern und an anderen Gleitflächen verloren gehen. Der Dieselmotor bestitzt einen höheren thermischen Wirkungsgrad, wobei jedoch wieder nahezu 2/3 der Kraftstoffenergie im Kühlsystem und mit den Abgasen verloren gehen.
• Gemäß einer Studie der Rand Corporation aus dem Jahre 1972 verbrauchten Personenwagen, Lastwagen und Busse in den Vereinigten Staaten etwa 18% der gesamten im Lande verwendeten Energie, was einer Menge von 6,4 Millionen barrels von Rohöl pro Tag entspricht. Es werden also etwa 12% der Gesamtenergie oder etwa 2 Millionen barrels Rohöl pro Tag in den Kühl systemen und mit den heißen Abgasen der Brennkraftmaschinen von Personenwagen, Lastwagen und Bussen vergeudet.
• Die Annahme eines Wirkungsgrades von 25% führt zu einem ziemlich optimistischen Bild. Gemäß einem Artikel von John R.Pierce, "Der Kraftsoffverbrauch von Automobilen", Scientific American, Januar 1975, Seiten 34 - 44 gilt nämlich folgendes: Mit den heutigen, als Otto-Motoren ausgebildeten Kraftfahrzeugmotoren läßt sich typischerweise ein thermischer Wirkungsgrad zwischen 22% und 26% erreichen. Bei den normalen Fahrbedingungen entspricht jedoch die an die Räder abgegebene Antriebsenergie nur noch einem Wirkungsgrad von 10%. Ein Grund diesen gegenüber den Optimalwerten scharfen Abfall d=-s tatsächlichen Wirkungsgrades besteht darin, daß die Kraftfahrzeuge nur für kurze Strecken benutzt werden, so daß eine beträchtliche Wärmemenge erforderlich ist, um das Kühlsystem aufzuwärmen.
• Ein weiterer Grund besteht darin, daß die in den Automobilen normalerweise verwendeten Motoren größer sind als dies für das Antreiben dieser Automobile bei normalem Fahrbetrieb erforderlich wäre. Der Grund für die starke Motorisierung besteht darin, daß man ein schnelles Beschleunigen beispielsweise für das Einfahren auf Schnellstraßen und für das Vermeiden von Unfällen beim Anfahren ermöglichen möchte.
• Eine weitere Klage, die gegen die derzeitigen Brennkraftmaschinen geführt wird, richtet sich gegen die Menge der Schadstoffe, welche mit den Abgasen in die Atmosphäre gelangen. Diese Schadstoffe liegen hauptsächlich als CO und als NOX vor. Der CO-Gehalt der Abgase ist eine Folge der unvollständigen Verbrennung von Kohlenwasserstoffen zu CO2, während die Stickoxyde in den Brennkammern gebildet werden, solange das Gasgemisch dort eine hohe Temperatur hat.
• In der genannten früheren Anmeldung ist auf Verfahren hingewiesen,gemäß welchen durch Arbeiten mit zusätzlichen neuen Takten in komplexen thermodynamischen Vieltaktzyklen zusätzliche Wärmeenergie in ein auswertbares Drehmoment umgewandelt werden kann, und z-ar: a) Warre aus nur teilweise verbrannten Kohlenwasserstoffen; b) Wärme von den Innenwänden der Brennkammern und c) Wärme aus den heißen Gasen, welche nach der Zündung der Gase jedoch vor dem Austre@ben derselben aus den Brennkammern ausgenutzt wird. Obwohl nun das n cer enannten Anmeldung beschriebene Verfahren geeignet st, eine eträchtliche Wärmemenge aus den heißen Verbrennungsgasen --- von den Innenwänden der Brennkammern nutzbar zu mache@, esohieht bei diesem Verfahren nichts, um die durch die Gehäusewände übertragene Wärme und die Restwärme in den Verbrennungsgasen beim Austreiben derselben aus den Brennkammern nutzbar zu machen.
• Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß die heute eingesetzten Brennkraftmaschinen mehr Kraftstoff verbrauchen, als normalerweise erforderlich wäre, um das gewünschte Drehmoment zu liefern. Dies ist darauf zurückzuführen, daß in der Brennkammer eine ausreichend hohe Kraftstoffkonzentration aufrecht erhalten werden muß, damit das Kraftstoff-Luft-Gemisch mittels eines elektrischen Funkens gezündet werden kann.
• Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den thermischen Wirkungsgrad von Brennkraftmaschinen zu verbesern und insbesondere diejenige Wärme zu nutzen, welche bei dem Verfahren gemäß der früheren Anmeldung nicht genutzt wurde.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Maschine mit drei Rotoren gelöst, die durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet ist.
• Es ist ein wesentlicher Vorteil @ der erfindungsgemäßen Maschine, daß bei gleicher Maszhlnengrö2.e eine zusätzliche Beschleunigung erzielt werden kann, wenn dies erforderlich ist, indem man während solcher Arbeitstate,in denen normalerweise keine Kraftstoffzufuhr erfolgt, zusätzlichen Kraft stoff zuführt. Andererseits wird bei Leerlaufbetrieb, wie er sich bei dichtem Verkehr häufig ergibt, dann, -*e-- die Temperatur der Maschine insgesamt zum Ansteigen. neigt, ein größerer Teil der Energie, die für das Weiterlaufen der Maschine erforderlich ist, aus der Wärme zurückgewonnen, die von den Wänden der Maschine und aus den heißen Abgasen stammt, so daß unter diesen Betriebsbedingungen der Kraftstoffverbrauch sinkt und gleichzeitig eine Überhitzung der Maschine vermieden wird.
• Die heutigen Benzinmotoren verbrauchen mehr Kraftstoff, als normalerweise erforderlich wäre, um das geforderte Drehmoment zu erzeugen. Der Grund dafür ist, daß in den Brennkammern eine ausreichend hohe Kraftstoffkonzentration aufrecht erhalten werden muß, damit das Kraftstoff-Luft-Gemisch mittels eines elektrischen Funkens gezündet werden kann. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht nun darin, daß der Wirkungsgrad durch das Vorhandensein von Doppelkammern erhöht werden kann, derart, daß die Zündung in einer ersten Kammer mit einer höheren Kraft stoffkonzentration erfolgen kann, wobei sich die Flammenfront sowohl in der ersten, als auch in der zweiten Kammer der Doppelkammer ausbreitet und folglich in beiden Kammern eine Expansion stattfindet. Auf diese Weise kann die Maschine insgesamt mit einem mageren Gemisch betrieben werden, um eine bessere Ausnutzung des Kraftstoffs zu erreichen. Durchschnittlich magerere Gemische führen ferner zu niedrigeren Durchschnittstemperaturen und damit zu einer Verringerung der Erzeugung von Stickoxyden, die einen der Hauptschadstoffe in den Abgasen von Brennkraftmaschinen datstellen. Ein Vorteil besteht auch darin, daß erfindungsgemäß Sress1 ~ erwendet werden kann, und daß die in der komprimierte enthaltene Energie gespeichert und in ein nutzbares Drehmement umgesetzt werden kann.
• Kinetische Energie, welche derzeit beb Sremsen verloren geht, kann durch ein spezielles dynamisches Bremsen in einen Druckluftvorrat umgewandelt werden. Unter Verkehrsbedingungen, bei denen ein häufiges Anfahren und Bremsen erfolgt, kann gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung eine -eträchtliche Menge von Energie als potentielle Energie in ~~ @m eines Druckluftvorrats gespeichert werden und später wieder in ein nutzbares Drehmoment umgewandelt werden.
• Die Maschine mit drei Rotoren ist eine Variante der Maschine mit zwei Rotoren. Bei der Maschine mit zwei Rotoren sind zwei Sätze von Flügeln vorgesehen, welche einen Umlaufraum in Kammern unterteilen, und welche alternierend mit den Rotoren verbunden sind, die sich mit den zwei Seiten-Kegelrädern einer Differenzialgetriebeanordnung drehen, wobei der dritte Rotor sich mit der Abtriebswelle und dem leerlaufenden mittleren Kegelrad der Differenzialgetriebeanordnung dreht, und wobei der dritte Rotor keine Flügel im Umlaufraum aufweist. Bei der Maschine mit drei Rotoren sind die Flügel alternierend an dem mit der Mittelwelle verbundenen Rotor und einem der anderen Rotoren bzw. einem der Seitenrotoren verbunden. Aufgrund der Drei-Rotor-Anordnung ergeben sich wieder gewisse Vorteile, nämlich: 1. Die Anzahl der erforderlichen Zündkerzen verringert sich bei einer Maschine mit drei Rotoren auf ein Achtel der Anzahl der Zündkerzen, die bei einer Maschine mit zwei Rotoren erforderlich ist.
• 2. Die Geschwindigkeit der Mittelwelle wird verdoppelt, so daß eine Obersetzung zu höheren Drehzahlen, falls dies erforderlich ist, mit dem halben Übersetzungsverhältnis erfolgen kann.
• 3. Die mit der Mittelwelle verbundenen Flügel werden während der Arbeitstakte nicht beschleunigt oder abgebremst, sendern drehen sich mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit um die Mittelachse. Der überwiegende Teil der Masse der Fl@ cl kann somit Bestandteil der mit dem mittleren rotor verbundenen Flügel sein, so daß sich eine Art Schwungrad ergibt, während gleichzeitig die Größe der Fligel,@ie mit den anderen Rotoren verbunden sind, verringert wird und diese Rotoren bzw. die Seitenrotoren aufgrund der verringerten Masse somit schneller beschleunigt und abgebremst werden können.
• 4. Bei der Maschine mit zwei Rotoren gleiten im Durchschnitt etwa 800 der Kanten der Flügel an Oberflächen des Gehäuses oder eines anderen Rotors. Bei der Maschine mit drei Rotoren gleiten im Durchschnitt weniger als 650 der Kanten der Flügel an anderen Bauteilen, wobei gleichzeitig Dichtungselemente geringerer Länge verwendet werden können.
• 5. Bei der Maschine mit drei Rotoren kreuzen die längs der Kanten der Flügel verlaufenden Dichtungselemente keine Einlaß- und Auslaßöffnungen, so daß in diese Öffnungen kein Schmieröl gedrückt werden kann und folglich auch keine Überbrückungsblöcke erforderlich sind, wie sie bei der Maschine mit zwei Rotoren benötigt werden, um das Verschmutzen von Öffnungen durch Schmieröl zu verhindern. Eine weitere Möglichkeit der Verringerung der Gesamtlänge der in Gleitkontakt mit anderen Bauelementen stehenden Dichtungselemente bis auf etwa 500 der Kantenlänge der Flügel besteht darin, daß man den mittleren Rotor derart verlängert, daß er die gesamte Außenwand des Umlaufraums oder zumindest den überwiegenden Teil desselben bildet. Durch diese Maßna.e würden auch die Gleitbereiche veringert oder vermieden, in denen im Vergleich zu der Maschine mit zwei Rotoren die doppelte Relativgeschwindigkeit vorliegt.
• 6. Jeder Seitenrotor hann zusammen mit dem mittleren Rotor eine unabhängige Maschine bilden. Die Maschine mit drei Rotoren -etet szit eine größere Vol'nen-Leistung als selbst die @aschine mit zwei Rotoren, für die in der früheren Anmeldung geze- @ wurde, daß sie eine größere Volumen-Leistung als -=e konventionelle Maschine besitzt.
• 7. Die beiden Maschinen gemäß (6) können s ausgebildet werden, daß sie im Gleichtakt arbeiten, um einen speziellen komplizierten thermodynamischen Arbeitszyklus durchzuführen, wobei für die gleiche Winkeländerung pro Taktintervall jeweils die doppelte Anzahl von Kammern zur Verfügung steht.
• 8. Wenn die Flügel, die mit dem mittleren Rotor verbunden sind, größer sind, dann kann ihr Volumen bequem als Wärmeaustauscher verwendet werden.
• 9. Die Maschine mit drei Rotoren stellt eine allgemeinere Ausgestaltung der Maschine mit zwei Rotoren dar. Während bei -dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das in der vorliegenden Anmeldung beschrieben wird, nur zwei Umlaufräume vorgesehen sind, von denen jeder Flügel enthält, von denen die einen am mittleren Rotor und die anderen je an einem Seitenrotor befestigt sind, kann ein dritter Umlaufraum vorgesehen sein, der vorzugsweise zwischen den beiden anderen Umlaufräumen angeordnet ist und der nach den gleichen grundsätzlichen Konstruktionsprinzipien gestaltet werden kann. Bei der Maschine mit zwei Rotoren sind die Flügel dagegen an den beiden Seitenrotoren vorgesehen. Die Maschine mit drei Rotoren kann somit in Verbindung mit einer weiteren Drei-Rotoren-Maschine und/oder in Verbindung mit einer Zwei-Rotoren-Maschine eingesetzt werden. Bei all diesen Kombinationen ist lediglich eine gemeinsame Mittelwelle erforderlich sowie eine gemeinsame Differentialgetriebeanordnung; außerdem ist - r -e Seitenrotoren nur ein einziger y-emeirsamer S-=z ;tn .-sz: . r die Begrenzung der Drehung cer Vorwärtsrichtung sowie -r die Begrenzung der Drehung in Rückwärtsrichtung erforderlich.
• Es wird auch gezeigt, daß zusätzliche Umlaufräume bildet werden können, die in Verbindung mit Flügeln oder als Pumpen betrieben werden können. Beispiele für derartige zusätzliche Umlaufräume sind die Räume, die beim Ausführungsbeispiel zwischen der Mittel- bzw. Abtriebswelle und den Seitenrotoren vorhanden sind und die, wie dies die Fig. 1 der Zeichnung, Lager enthalten. Diese Räume können beispielsweise auf die erforderlichen Abmessungen vergrößert werden, um Umlaufräume für zwei einfache Zweitaktpumpen zu bilden, die beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erzeugung von Pressluft dienen.
• Es versteht sich, daß diese Pumpen die gleiche Anzahl von Flügeln aufweisen, wie die Drei-Rotor-Maschinen. Die zweite und dritte Maschine können unabhängig voneinander verwendet werden, beispielsweise als eine Druckpumpe. Sie können auch im Gleichtakt mit den beiden anderen Maschinen in einem komplizierten thermodynamischen Zyklus arbeiten. Es sei darauf hingewiesen, daß die Anzahl der Takte pro Umdrehung in allen drei Maschinen die gleiche ist.
• Auf der Basis der vorstehend erläuterten Vorteile und des offensichtlichen Fehlens von Nachteilen kann die Drei-Rotor-Maschine alles leisten, was auch die Zwei-Rotor-Maschine gemäß der früheren Anmeldung leisten kann, jedoch mit einem höheren Wirkungsgrad. Die beiden Maschinen können auch miteinander kombiniert werden.
• Insgesamt ist die asonire gemäß vorliegender Ereindung der Maschine gemäß der früheren Anmeldung ähnlich. Beide Maschinen besitzen drei Rotoren, nämlich zwei Seitenrotoren,von denen jeder mit einem der Seitenkegelräder einer Differentialgetriebeanordnung verbunden ist, und einer ersten Rotor, der sich gemeinsam mit dem mittleren Kegelrad der Differentialgetriebeanordnung dreht. Außerdem ist ein @ @ --:= vorgesehen, der durch Flügel,die alternierend mit z.e aer drei Rotoren verbunden sind, unterteilt ist. Weiterhin ist eine Antriebsenergie vorhanden, mit deren Hilfe alternierend der Satz von Flügeln eines ersten Rotors und dann der Satz von Flügeln eines zweiten Rotors in Vorwärtsrichtung beaufschlagt wird, während der andere Seitenrotor in Rückwärtsrichtung gezwungen wird. Darüberhinaus sind Einrichtungen zum Begrenzen der Rückwärtsdrehung jedes der Seitenrotoren vorgesehen, so daß der Mittelrotor sich in Vorwärtsrichtung um einen Winkel dreht, der gleich dem halben von demjenigen Seitenrotor durchlaufenen Winkel ist, der in Vorwärtsrichtung angetrieben wurde. Es sind auch Einrichtungen zum Begrenzen der Drehbewegung des einen Seitenrotors in Vorwärtsrichtung vorgesehen, wenn dessen winkelmäßige Auslenkung einen vorgegebenen Winkel übersteigt. Bei beiden Maschinen ist die Relativdrehung bzw. das Taktintervall für einen Satz von Flügeln bezüglich des andern in dem Umlaufraum etwa 1800/n, wobei die Anzahl der Flügel pro Rotor n@ist. Beide Maschinen können nach einem Dampf zyklus, einen hydrostatischen Zyklus, einem Otto-Zyklus, einem Diesel-Zyklus oder einem anderen komplexen thermodynamischen Zyklus laufen. Beide Maschinen haben pro Rotor eine Anzahl 1, 2, 3, 4, 5, 6 und so weiter von Flügeln, wobei diese Anzahl für einen bestimmten dynamischen Arbeitszyklus, eine Pumpe oder Meßeinrichtung geeignet ist.
• Beide Maschinen können in Verbindung mit Druckkammern zum Wärmeaustausch eingesetzt werden, wie sie in der vorliegenden Anmeldung beschrieben sind. Beide Maschinen können ferner in Form einer Maschine 30 in Verbindung mit geeigneten Hilfseinrichtungen verwendet werden, wie dies in den Fig. 18 - 20 der früheren Anmeldung erläutert ist. Beide Maschinen können schließlich als Flässigkeitsmesser oder als Pumpen eingesetzt erden.
• gi2 vorliegende Erfindung befasst sich ...- @bwandlungen, die zumindest bezüglich der neun vorstehend aufgeführten Punkte zu Verbesserungen der Leistung führen. Beispielsweise beträgt die Anzahl der Zündkerzen,die für die Drei-:=tcr-aschine benötigt wird, nur n/2 im Vergleich zu 4n Zünd<er=en, die bei der Zwei-Rotor-Maschine benötigt werden. Dies entspricht einem Verhältnis von 8:1. Weiterhin werden die Einlaß- und Auslaßöffnungen nicht von den Dichtungselementen überlaufen, so daß keine überbrückungsblöcke erforderlich sind, um zu verhindern, daß in diese Öffnungen und so weiter Schmieröl gelangt. Wie bei der Zwei-Rotor-Maschine läuft das Taktmuster A, B, C, D, usw. bei der Drei-Rotor-Maschine im Gegenuhrzeigersinn um, wenn die Takte A, B, C,D den Kammern im Uhrzeigersinn zugeordnet sind, jedoch nicht gleichmäßig. Es ist charakteristisch für die Drei-Rotor-Maschine daß ein Takt alternierend 1 und 3 Halbsektoren überspringt, ehe er einen ganzen Sektor in der Richtung des Musters der Bewegung bezüglich des Gehäuses überläuft. Entsprechende Einrichtungen zum Öffnen und Schließen der Einlaß- und Auslaßöffnung und zum Programmieren der komplexen thermodynamischen Zyklen werden weiter unten in Verbindung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erläutert.
• Bei dem hinten beschriebenen bevorzugten-Ausführungsbeispiel sind zwei Drei-Rotor-Maschinen vorgesehen, die gleichsinnig arbeiten, wobei ein einziger Satz von Seitenrotoren mit zugeordneten Bewegungsbegrenzungseinrichtungen verwendet wird.
• Die Anordnung der zwei Maschinen gestattet die Zündung in einer Brennkammer einer ersten Maschine, wo die Xraftstoffkonzentration höher ist und eine anschließende Ausdehnung in zwei Kammern. Dies trägt zu einem höheren Wirkungsgrad bei, da im Durchschnitt :naerere Gemische verarbeitet werden können.
• Ferner trägt die genannte Maßnahme zur Reduzierung der anfallenden Schadst~- -en e in r- -rn or tzkoxyaen bei, da die Dauer des Zeitintervalls, in dem hohe Temperaturen herrschen, verkürzt wird.
• Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel .--e-= rfindung ist die Drei-Rotor-Maschine ferner mit einer @ruckkammeranordnung kombiniert, die dem Wärmeaustausch dient und in die kühle Luft eingeleitet wird, welche dann eine ausreichend lange Zeit in den Druckkammern verbleibt, wo ihre Temperatur angehoben wird, da sie in Kontakt mit den Wänden der Kammer gelangt, die durch die Verbrennungsvorgänge in der Maschine und durch heiße Abgase aufgeheizt werden. Anschließend wird die unter erhöhtem Druck stehende erwärmte Luft einer sich expandierenden Kammer der Maschine zugeführt, wo die in der Luft gespeicherte Energie in ein nutzbares Drehmoment umgesetzt wird. Die kühle Luft, welche vorzugsweise unter Druck eingeleitet wird, stammt aus einem Drucklufttank, dessen Druck teilweise mit Hilfe eines dynamischen Bremssystems aufgebaut werden kann. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ferner das Merkmal verwirklicht, daß die nach einem ersten Verbrennungsschritt erhaltenen Abgase für einen zweiten Verbrennungsschritt nochmals kompriniert werden, um eine Umsetzung von CO in CO2 zu erreichen. Die Wärme, die während dieser Nachverbrennung gewonnen wird, dient einer weiteren Erhöhung des Druckes, der dann in ein nutzbares Drehmoment umgewandelt wird.
• Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel widmet man v.ier volle Taktintervalle der "Verarbeitung" von küchler Luft, und zwar im Anschluß an vier volle Taktintervalle,in denen man mit einem Kraftstoff-Luft-Gemisch arbeitet, um so die Verbrennungswärme direkt aus den Wänden der Brennkammern zurückzugewinnen.
• Die dabei erwärmte L';- wird dann weiterhin in Druckkammern zum Wärmeaustauschen ausgenutzt, wobei eine weitere Ausnutzung der Täre erfolgt, die durch die Wände der Brennkammern hindurchgeleltet wird. Außerde.ri. werden die Abgase des ersten Verbrennungsschrittes einem zweiten Verbremaung3sch~itt unterworfen, um nicht verbrannte Kohlenwasserstoffe bzw. Rohlenwasserstoffreste vollständig zu verbrennen. 3e bevorzugten Ausführungsbeispiel folgt dem zweiten Verbrennungsschritt das Ausstoßen der Gase, die jedoch gezwungen werden an den Außenwänden der Druckkammern vorbeizufließen, so daß ein Teil der in den Abgasen enthaltenen Restwärme auf die Druckkammern übertragen wird. Die kühle Luft, die in das System vorzugsweise unter Druck eingeleitet wird, muß in ausreichender Menge vorhanden sein, um die Kühlung der Maschine zu gewährleisten, die gegenwärtig noch mit Hilfe eines besonderen Kühl systems unter Verwendung von Luft oder Wasser erfolgt. Mit der erfindungsgemäßen Maschine bzw. dem ihr zugrundeliegenden Arbeitsverfahren lassen sich verschiedene sehr wünschenswerte Ergebnisse erreichen, nämlich: (1) Eine Umsetzung der Wärme die normalerweise im Kühlsystem verloren geht, der Wärme in den heißen Abgasen und der Wärme, die durch das Bremssystem erzeugt wird, in ein nutzbringendes Drehmoment. (2) Eine Verringerung des Gewichts, der Kosten und der Kompliziertheit des Kühlsystems und der zugehörigen Bauteile. (3) Eine geringere, als die normale Maschinenleistung, welche nur für den normalen Fahrbetrieb angemessen ist, wobei jedoch Einrichtungen vorgesehen sind, um während der Zeiten,in denen eine zusätzliche Beschleunigung erforderlich ist, für kurze Zeitintervalle während der vollständigen Zyklen, in denen normalerweise nur Luft verarbeitet wird, mit einem Kraftstoff-Luft-Gemisch zu arbeiten, wie bei den normalen Arbeitszyklen. Die Temperatur der Maschine steigt dann zwar während dieser kurzen Zeitintervalle an; die Maschine gewinnt jedoch ihr Temperaturgleichgewicht schnell zurück, sobald der normale Fahrbetrieb wieder aufgenommen wird.
• Erfindungsgemäß werner. m iesen-lichen alle Vorteile erreicht, die auch mit er Maschine gemäß der früheren Anmg dung errecht werden.
• in weiterer wesentlicher Vorteil der Maschine -ä3 cer Erfindung besteht darin, daß diese mit einem hohen Wirkungsgrad arbeitet. Insbesondere wird ein hoher Wirkungs grad pro Volumen- und Gewichtseinheit erreicht, s@ das Maschinen mit hoher Leistung gebaut werden können, die nur einen relativ geringen Raum-bedarf und ein geringes Gewicht haben. Weiterhin erreicht man einen hohen thermischen Wirkungsgrad, so daß mit der gleichen Kraftstoffmenge ein größeres nutzbares Drehmoment erzeugt werden kann. Darüberhinaus erreicht man bezüglich der Größe einen großen Wirkungsgrad, da eine relativ kleine Maschine für eine erhöhte Beschleunigung sorgen kann, wenn diese für kurze Zeitintervalle erforderlich ist. Weiterhin läßt sich beim Bremsen ein hoher Wirkungsgrad erreichen, da die kinetische Energie,die beim Bremsen abgebaut werden muß, gespeichert wird, anstatt vernichtet zu werden.
• Es ist auch ein Vorteil der erfindungsgemäßen Maschine, daß sie kein Kühlsystem benötigt und die Wärme, die derzeit in dem Kühlsystem vernichtet wird, in ein nutzbares Drehmoment umsetzen kann. Man erhält also eine Maschine, die einen besseren thermischen Wirkungsgrad hat, leichter ist, weniger kompliziert ist und billiger ist als die bisherigen Maschinen.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Verfahren und Einrichtungen angegeben werden, mit deren Hilfe Wärme, welche durch die Wände der Brennkammern abgeleitet wird, und Wärme, die in den heißen Abgasen der Maschinen enthalten ist, in ein nutzbares Drehmoment umgewandelt werden kann.
• Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß Verfahren und rinriçhtungen angegeben werden,mit deren Hilfe den heißen Abgasen Wä=e entzogen wird, während sie aus den Brennkammern zu der Atmosphäre f' eßen, wobei diese Wärme in ein auswertbares Drehmoment umgesetzt wira. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin da3 sie Verfahren und Einrichtungen angibt, um ein Kratsto==-Luft-Gemisch zu zünden, und zwar in einer Brennkammer einer Brennkraftmaschine, woraufhin man dann die heißen Gase in mehr als eine Kammer expandieren läßt. Die Kammer, in der die Zündung erfolgt, enthält dabei eine ausreichend hohe Konzentration an Kohlenwasserstoffen, um die Zündfähigkeit des Gemisches zu gewährleisten. Unmittelbar nach Einleitung des Zündvorgangs steht jedoch das Volumen einer zusätzlichen Kammer bzw. das Volumen zweier Kammern für die Expansion zur Verfügung. Die Betriebsweise wird also in zweierlei Hinsicht verbessert, nämlich: 1. Die Maschine kann im Durchschnitt mit einem magereren Gemisch von Kohlenwasserstoffen pro Volumeneinheit der Expansionskammer betrieben werden, was einen verbesserten Wirkungsgrad des Kraftstoffs zur Folge hat und 2. Die hohen Temperaturen, die sich normalerweise bei der Zündung von Kohlenwasserstoffgemischen ergeben, werden verringert, so daß das Zeitintervall, in dem die hohe Temperatur, die für die Entstehung von Stickoxyden erforderlich ist, verkürzt wird.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie Verfahren und Einrichtungen angibt, mit deren Hilfe bei Bedarf das Ausgangsdrehmoment einer Brennkraftmaschine gegenüber dem Drehmoment bei Normalbetrieb beträchtlich erhöht werden kann.
• Auf diese Weise ist es möglich, für die Erzeugung des normalerweise erforderlichen Drehmoments Maschinen zu verwenden, die kleiner sind als die üblichen Kraftfahrzeugmotoren, die jedoch in der Lage sind, bei Bedarf für ein relativ kurzes Zeitintervall ein sehr erhöhtes Drehmoment abzugeben, beispielsweise1 wenn er. Einfahren a:- eine Dchnellstraße eine erhebliche Beschleunigung benötigt wird oder wenn beim Anfahren stark beschleunigt werden =3, sa=-..enstöße zu vermeiden.
• Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand einer Zeichnung noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand der Schutzansprüche. Es zeigen: Fig. 1 einen axialen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform einer Maschine gemäß der Erfindung; Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der drei Rotoren, des Gehäuses und der Abtriebswelle der Maschine gemäß Fig. 1; Fig. 3 einen horizontalen Querschnitt längs der Linie 3 - 3 in Fig. 1; Fig. 4 einen horizontalen Querschnitt längs der Linie 4 - 4 in Fig. 1; Fig. 5 einen horizontalen Querschnitt längs der Linie 5 - 5 in Fig. 1; Fig. 6 einen horizontalen Querschnitt längs der Linie 6 - 6 in Fig. 1; Fig. 7 einen horizontalen Querschnitt längs der Linie 7 - 7 in Fig. 1; Fig. 8 einen horizontalen Querschnitt längs der Linie 8 - 8 in Fig. 1; Fig. 9 eine Tabelle zur Erläuterung eines Arbeitszyklus der Maschine gemäß Fig. 1 - 8 und Fig. 10 ein schematisches Blockdiagramm zur Eriäuterung einer Maschinenanlage mit einer erfindungsgemäßen Maschine und einem dynamischen Bremssyste, sowie einem Drucklufttan.
• whe nachstehend auf die einzelnen Figuren der Zeichnung näher eingegangen wird, sei vorausgeschickt, daß nachstehend'anhand der teilweise etwas schematischen Zeichnungen @ lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher erläutert wird und daß dem Fachmann ausgehend von diesem Ausführungsbeispiel zahlreiche Möglichkeiten zu Gebote stehen, Abänderungen und/oder Ergänzungen vorzunehmen, ohne daß er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müsste.
• Nachstehend soll nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen ins einzelne gehend erläutert werden: Die erfindungsgemäße Maschine basiert auf Prinzipien, welche am besten in Verbindung mit den Fig. 1 - 9 verständlich sind.
• Im einzelnen zeigt Fig. 1 eire Maschine 30, bei der entsprechend den PrinzipIen der ~Erfindung bevorzugte Merkmale verwirklicht sind, die nachstehend erläutert werden sollen.
• Gehäuse und Abtriebswelle Die Maschine 30 besitzt ein Hauptgehäuse 29, weiches bezüglich einer senkrechten Achse 100 - 100 eine zylindrische Form hat und einen Zylindermantel 29a besitzt, der zwischen Stirnplatten 29e und 29f liegt. In dem Hauptgehäuse 29 ist mittels Lagern 46a und 46b eine zentrale Abtriebswelle 40 drehbar gelagert.
• Rotoren und Differentialgetriebeanordnung Auf der Abtriebswelle 40 sind zwei Seitenrotoren 31 und 32 mittels jeweils zwei Lagern 43, 43a bzw. 44, 44a gelagert.
• Ein dritter Rotor 41 ist sicher an der Abtriebswelle 40 befestigt, vorzugsweise mittels einer Keilnut-Keil-Verbindung.
• Die Abtriebswelle wird daher nachstehend als Teil des dritten Rotors 41 behandelt. Die drei Rotoren 31, 32 und 41 drehen sich zusammen mit drei Kegelrädern 46a, 46b und 46c um die Achse 100 - 100, wobei die Kegelräder eine Differentialgetriebeanordnung 46 mit einem oberen Zahnrad 46a einem unteren Zahnrad 46b und einem mittleren Zahnrad 46c bilden.
• Die Differentialgetriebeanordnung 46 veranlasst die Drehung der Abtriebswelle ,40 und des Rotors 41 bezüglich des Hauptgehäuses 29, wobei die Drehzahl dieser Teile gleich der durchschnittlichen Drehzahl der Rotren 31 und 32 bezüglich des Hauptgehäuses 29 ist.
• Umlaufraum vom Typ 1 Wie bei der Maschine mit zwei Rotoren ist erfindzngsgemäß ein Umlaufraum 35 vorgesehen, dessen Form zum Typ 1 gehört. Dieser Typ von Hohlraum und die Verfahren zur Erzeugung eines solchen Hohlraums sind in der früheren Anmeldung in dem Abschnitt cavity of revolution of genus 1 beschrieben, wo die Grunde für die Wahl eines Rechtecks als erzeugende geschlossene Kurve um die Azhse 100 - 130 zzm Bilden des Umlaufrauns ebenfalls erklärt sind. Cemä3 vorliegender Erfindung wird ein solcher Umlaufraum durch Oberflächen gebildet, die zumindest zu dem dritten Rotor 41 und einem der SeitenrotGren 31, oder 32 gehören. Die innere Seitenfläche 29a es Fauptgehäuses 29 kann einen Teil des Umlaufraumes 35 bilden, wie dies bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 gezeigt ist.
• Aus Fig. 1 wird ohne weiteres deutlich, daß eine zylindrische Wandung des Rotors 41, welche parallel zu dem Zylindermantel 29a des Hauptgehäuses 29 verläuft, anstelle des Hauptgehäuses vorgesehen werden kann. Tatsächlich kann der Zylindermantel 29a an dem Rotor 41 befestigt sein oder an dem Seitenrotor 31 und sich mit diesen drehen und braucht kein stationärer Teil des Hauptgehäuses 29 sein. Der Vorteil, daß der Zylindermantel 29a stationär ausgebildet ist, besteht darin, daß Zündkerzen, welche in Verbindung mit der Maschine benutzt werden, leichter gewartet werden können. Es besteht auch die Möglichkeit, den Umlaufraum angrenzend an die Abtriebswelle 40 vorzusehen, indem man den Hohlraum, welcher die Lager 43 und 43a in Fig. 1 enthält, erweitert, wobei die Oberfläche der Abtriebswelle 40 selbst zu einem Teil der Wandung des Umlaufraumes wird.
• Kammern und Flügel Die Flügel der Maschine mit drei Rotoren haben die gleiche Funktion wie bei der Maschine mit zwei Rotoren. Die Flügel, welche um die Achse 100 - 100 drehbar sind, trennen den Umlaufraum in 2 n-Kammern, wobei n die Zahl der mit jedem Rotor verbundenen Flügel ist. Jede Kammer ist dabei durch Wandbereiche des Umlaufraumes, sowie durch jeweils einen Flügel jedes der beiden Rotoren begrenzt. Wenn man die beiden Rotoren zu einer relativen Drehbewegung gegeneinander veranlasst, dann wird die Hälfte der Kammern vergrößert, während die andere Hälfte der Kammern ihr Volumen verkleinert. Dem Kompressionsverhältnis bei den bekannten Kolbermaschinen entspricht bei der erfindungsge-»3en Maschine das Verhältnis zwischen dem größten Volumen unddemkleinsten Volumen welches jede Sammler aufweisen kann.
• Die Anzahl der Flügel pro Rotor der Maschine ist von der Anzahl der Takte abhängig, die in dem jeweilicen Zyklus bei einer bestimmten Taktfolge durchzuführen sind. ienn mehr als eine Maschine auf die gleicheAbtriebswelle und die gleiche Getriebeanordnung arbeitet, dann muß bei den Maschinen, bei denen ein mittlerer oder ein dritter Rotor einen Satz von Flügeln trägt, die doppelte Anzahl von Flügeln im Vergleich zu solchen Maschinen vorgesehen sein, bei denen die Flügel von den zwei Seitenrotoren getragen werden. Eine perspektivische Explosionsdarstellung der Rotoren und der daran befestigten Flügel ist für das betrachtete bevorzugte Ausführungsbeispiel in Fig. 2 gezeigt. Der mittlere oder dritte Rotor 41 trägt die Flügel für zwei Maschinen, nämlich eine obere Maschine 320 und eine untere Maschine 321, die durch eine gemeinsame kreisscheibenförmige Platte 41a voneinander getrennt sind.
• Betrachtet man in Fig. 2 die obere Maschine 320, so erkennt man, daß jeder Rotor zwei Flügel trägt. An dem mittleren Rotor 41 sind zwei Flügel 34a und 34b befestigt, zwischen denen sich die Flügel 33a und 33b befinden, die mit dem Seitenrotor 31 verbunden sind. Es sei darauf hingewiesen,daß es bei der Maschine mit drei Rotoren nicht erforderlich ist, daß die beiden Sätze von Flügeln die gleiche träge Masse haben. Aus diesem Grunde ist der größte Teil der trägen Masse bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel in den Flügeln 34a, 34b am mittleren Rotor 41 konzentriert, wo die träge Masse der Flügel als Schwungmasse dienen kann, während die Größe der Flügel 33a und 33b so klein wie möglich gehalten ist, um eine schnelle Beschleunigung bzw. Abbremsung zu ermöglichen.
• Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die Innenwand des Cmlau-ralmes 35 auf der Seite der Achse 100 - 100 durch den zylindrischen Teil des motors 31 gebildet, während die Oberseite des Umlaurraums 35 durch die Platte 31a des Rotors 31 gebildet ist und während die Unterseite durch den mittleren Rotor 41 gebildet ist. Auf der Auenseite des Umlaufraums 35 ist die Innenwand durch das Geh=-"se 29 gebildet, wodurch eine Vereinfachung der Wartung der einer Zündkerze erreicht wird, welche benötigt wird.
• Aus Fig. 2 wird deutlich, daß jeder Flügel ein Paar von Dichtungselementen aufweist, die längs seiner gesamten freien Seitenflächen verlaufen, welche in Gleitkontakt mit anderen Oberflächen stehen. Weiter unten wird noch gezeigt werden, daß ein Schmiersystem geschaffen werden kann, bei welchem Schmieröl durch den Kanal fließt, der durch das Paar von Dichtungselementen, die Oberflächen des Flügels und die Oberflächen, an denen der Flügel gleitet, begrenzt ist. Im einzelnen besitzt der Flügel 34a in Fig. 2 Dichtungselemente 39f, 39e, 39g und 39m, sowie zwei weitere Dichtungselemente, die nicht sichtbar sind. Der Zweck und die Ausgestaltung der Dichtungselemente sind ins einzelne gehend in der früheren Anmeldung erläutert, so daß an dieser Stelle hierzu keine zusätzlichen Informationen erforderlich sind.
• In Fig. 5 ist die relative Winkellage der Flügel der oberen Maschine gezeigt. Wo eine Gleitbewegung zwischen einem Flügel und einer Oberfläche des Umlaufraumes35 auftritt, sind Dichtungselemente angedeutet. Insbesondere sind die Dichtungen zwischen dem Flügel 34b und dem Rotor 31 gezeigt, die durch die Dichtungselemente 39a und 39b gebildet werden. Die Flügel 33a, 33b, 34a und 34b teilen den Umlaufraum 35 in vier Kammern,von welchen jeder während eines ersten Taktintervalls ein bestimmter Arbeitstakt zugeordnet ist. Den Kammern in Fig. 5 sollen beispielsweise die Arbeitstakte A, b, C, d eines bestimmten Zyklus zugeordnet sein, und zwar wie gezeigt, im Uhrzeigersinn.
• Das Taktmuster belegt sich,wie dies bei der Maschine mit zv Rotoren der Fall ar, in entgegengesetzter Richtung, das heißt im vorliegenden Fall im Gegenuhr=eigersinn.
• In der früheren Anmeldung wurde die Drehung im hrzeigersinn als Vorwärtsdrehung bzw. als Drehung in Vorwärtsrichtung angesehen. Im vorliegenden Fall wird die Drehung im Gegenuhrzeigersinn als Vorwärtsrichtung bezeichnet und ist in der Zeichnung durch den Pfeil 330 angedeutet. Die Drehung in Vorwärtsrichtung ist der einzige Drehsinn, in welchem sich einer der Rotoren drehen darf. In Rückwärtsrichtung dürfen sich die Seitenrotoren nur über einen begrenzten Winkel drehen, ehe sie durch Anschläge für die Drehung in Rückwärtsrichtung gestoppt werden.
• Die Drehbewegung der Flügel ist bei der Maschine mit drei Rotoren anders als bei der Maschine mit zwei Rotoren. Erfindungsgemäß drehen sich beide Sätze von Flügeln in einem Umlaufraum, wobei jedoch der Satz von Flügeln, beispielsweise die Flügel 33a und 33b, die zu einem Seitenrotor, beispielsweise dem Seitenrotor 31, gehören, doppelt so schnell dreht wie der Satz von Flügeln, der zu dem mittleren Rotor 41 gehört. Der Drehwinkel des mittleren Rotors 41 beträgt pro Taktintervall 18O0/n. Dagegen beträgt der Drehwinkel eines Seitenrotors 36O0/n, wobei n die Anzahl der Flügel pro Rotor ist. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß bei einer Maschine mit zwei Rotoren eine Kammer durch eine einzige radiale Ebene gekennzeichnet werden kann, während bei einer Maschine mit drei Rotoren eine Kammer als ganzer Sektor mit einem Winkel von 1800/n gekennzeichnet werden muß.
• Es soll nun speziell die vig. 5 betrachtet und angenommen werden, daß sich bei Beginn des ersten Taktintervalls der Rotor 31 mit den Flügeln 33a und 33b in der durch den Pfeil330 angedeuteten Vorwärtsrichtung um einen Winkel von 1800 bezüglich des Gehäuses dreht. Der Rotor 41 m rtit den Flügeln 34a und 34b dreht sich gleichfalls zur seiben Drehsinn (Pfeil 330), jedoch mit der halben Winkelesczdigkeit des Rotors 31. Effektiv ändert sich das Volumen fedar rammer um 180/n, das heißt um den gleichen Betrag wie be-' der Maschine mit zwei Rotoren. Was etwas schwer zu verstehen ist, ist die Tatsache, daß bei der Maschine mit drei Rotoren die Explosion.
• des Gemisches in der Kammer, die in der Ebene 0 -5 beginnt, .den Rotor 34b und damit den mittleren Rotor 41 in Rückwärtsrichtung zwingt, während dieser dazu veranlasst wird, sich in Vorwärtsrichtung zu bewegen. Der Grund, weshalb dies möglich ist, besteht darin, daß der Rotor 33 in Vorwärtsrichtung gezwungen wird. Da zwischen dem Rotor 31 und dem Rotor 41 ein Übersetzungsverhältnis von 2:1 besteht, und zwar aufgrund der Verwendung der Differentialgetriebeanordnung, wird der Rotor 41 mit doppelt so großer Kraft in Vorwärtsrichtung geschoben und damit mit der vollen Kraft des Druckes in der Verbrennungskammer in Vorwärtsrichtung. Während dieser Zeit wird der zweite Seitenrotor 32 mit gleicher Kraft in Rückwärtsrichtung gedrückt, wobei seine Rückwärtsdrehung durch die Klaue 86c begrenzt wird, welche mit der Klinke 96c (Fig. 2) zusammenwirkt.
• Während des zweiten Taktintervalls wird die Kammer, welche nunmehr durch die Ebene 3 bezeichnet ist und in welcher derzeit der Takt b zur Kompression abläuft, den Arbeitstakt c ausführen.
• Der Rotor 31 wird in Rückwärtsrichtung gedrückt und wird durch eine Klaue 86a gestoppt, die gegen eine Klinke 96a läuft. Dabei erhält der Rotor 41 die volle Kraft in Vorwärtsrichtung.
• Der Rotor 32 dreht sich über einen Winkel von 1800 frei in Vorwärtsrichtung. Lr seren amit,da3 alternierend einer der Rotoren 31 bzw. 32 in Vorwärtsrichtung gedrückt wIrd, während der andere in Rückwärtsrichtung gedrückt wird. Letzterer wird abgebremst und seine Drehung wird durch de Anschläge dar die Drehung in Rückwärtsrichtung verhindert, wodurch die Abtriebswelle zu einer Drehung mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit in Vorwärtsrichtung veranlasst --rt Das resultierende Ausgangs-Drehmoment ist daher bei der :orliegenden Anmeldung halb so groß wie bei der Maschine mit zwei Rotoren, besitzt jedoch die doppelte Geschwindigkeit. Aus diesem Grunde ist die Ausgangsleistung P = TxW, das heißt das Produkt aus Drehmoment und Winkelgeschwindigkeit, bei beiden Typen von Maschinen gleich.
• Anschläge für die Begrenzung der Drehbewegung Während bei der vorliegenden Ausgestaltung lediglich einer der Seitenrotoren Flügel im Umlaufraum aufweist, wird während des Taktintervalls jeder Seitenrotor an einem Anschlag abgebremst.
• Der mittlere Rotor behält eine annähernd gleichmäßige Geschwindigkeit bei und dreht sich mit der Durchschnittsgeschwindigkeit der zwei Seitenrotoren, von denen der eine ausgehend von der Geschwindigkeit Null beschleunigt wird und den Zahnrädern des Differentialgetriebes eine Winkelgeschwindigkeit von W1 = 0 + at erteilt, während der andere Seitenrotor von einer max.
• Winkelgeschwindigkeit W0 auf eine Geschwindigkeit W2 = W0 - at abgebremst wird, wobei a die Winkelbeschleunigung ist und wobei t die Dauer eines Taktintervalls ist. Die Winkelgeschwindigkeit des mittleren Rotors wird somit: W = (W1 + W2)/2 = (0 + at + W0 - at)/2 = W0/2.
• Die Winkelgeschwindigkeit ist also nicht vor. der Zeit t abhängig und damit eine Konstante. Bei der vorstehenden Betrachtung wurde davon ausgegangen, daß die Abbremsung und die Beschleunigung der beiden Seitenrotoren mit der gleichen Geschwindigkeit erfolgen.
• Diese Bedingung ist erfüllt, wenn die Trägheitsmomente der beiden Seitenrotoren gleich sind. Dieser Sachverhalt zwingt dazu, daß bei einer Maschine mit drei Rotoren,die als Dinzelmaschine eingesetzt wird und bei der nur einer der Seitenrotoren Flügel trägt, während der andere leerläuft, letzçerss für die Drehbewegung eine zusätzliche Trägheit verliehen werden kann, um die Trägheitsmomente, welche von den Flügeln des an erster Stelle genannten Rotors herrühren, auszugleichen und so die Winkelgeschwindigkeit des mittleren Rotors im wesentlichen konstant zu halten.
• Es sei darauf hingewiesen, daß jedem Seitenrotor unabhängig davon, ob er Flügel in einer Umlaufkammer aufweist oder nicht, Anschläge für die Begrenzung seiner Drehbewegung zugeordnet sein müssen. Wie im Falle der früheren Anmeldung sind zwei Sorten von Anschlägen vorhanden, nämlich Anschläge für die Drehung in Rückwärtsrichtung und Anschläge für die Drehung in Vorwärtsrichtung.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Anschläge für die Drehung in Rückwärtsrichtung Anordnungen mit Klauen und Klinken. Wie die Fig. 1,2, 4 und 7 zeigen, sind am Hauptgehäuse 29 der Maschine zwei in Umfangsrichtung verlaufende Ringe 55 und 56 vorgesehen. Die Ringe 55 und 56 besitzen Klauen in Form von Blattfedern, die in tangentialer Richtung von den Ringen in Richtung auf Klinken vorstehen, die am Rande einer runden Platte vorgesehen sind, die von jedem der Seitenrotoren bis zu den genannten Ringen reicht. Im einzelnen zeigen die Fig. 1, 2 und 4 eine runde Platte 31a, welche von dem Rotor 31 bis zu dem Ring 55 reicht. Die Platte 31a besitzt Einkerbungen oder Stufen, welche als Klinken 96a bzw. 96b dienen. Der Ring 55 ist mit Klauen 86a und 86b versehen, welche eine Vorwärtsdrehung des Rotors 31 erlauben,eine Rückwärtsdrehung desselben hinter die Klinken Jedoch verhindern, da diese Klinken von den N auen erfasst werden. Wie die Zeichnung zeigt, sind zumindest zwei Klauen-Klinken-Paare symmetrisch zu der Achse 100 - 100 angeordnet, so daß sich beim Abbremsen ein Kräftepaar ergibt, welches zu rein azimutalen Kräften führt und nicht zu radialen Kräften beiträgt, welche die Reibung erhöhen könnten. In ähnlicher Weise besitzt der Rotor 32 eine Klinke 96c an einer Platte 32a, die sich im Inneren eines Ringes 56 dreht, welch letzterer sicher an dem Gehäuse 29 befestigt ist, und Klauen, wie z.B. die Klaue 96c in Fig. 2, aufweist. Derartige Anordnungen von Klauen und Klinken verhindern, daß sich der Rotor 32 weiter in Rückwärtsrichtung dreht als bis zu einem Punkt, an dem die Klauen in Eingriff mit den Klinken gelangen. Vorzugsweise ist wiederum mindestens ein symmetrisches Paar von Klauen an dem Ring 56 vorgesehen. Die Klauen werden als Blattfedern ausgebildet, so daß sie sich unter der Wirkung von Kräften biegen können und eine gewisse Federwirkung besitzen, so daß ein plötzliches Stillsetzen des Rotors verhindert wird und damit die Übertragung von scharfen Kraftimpulsen auf den mittleren Rotor.
• Wie bei der Maschine mit zwei Rotoren gemäß der früheren Anmeldung müssen auch erfindungsgemäß Anschläge für die Begrenzung der Drehung in Vorwärtsrichtung vorgesehen sein, da solche Anschläge beim Starten der Maschine, bei Fehlzündungen und bei Verwendung derselben als Pumpe benötigt werden. Während dieser Betriebsphasen wird den Seitenrotoren der Maschine vom mittleren Rotor ein Drehmoment in Vorwärtsrichtung erteilt, durch welches beide Seitenrotoren gleichmäßig in Vorwärts richtung gezwungen werden. Die Anschläge für die Drehung in Vorwärtsrichtung stoppen nunmehr alternierend die beiden Seitenrotoren jeweils, wenn der betreffende Rotor den maximal zulässigen Drehwinkel in Vorwärtsrichtung durchlaufen hat. Dieser Rotor wird dann für die Dauer eines vollen Taktintervalls stillgesetzt, so daß während jedes Taxtinter-.alls nur ein Seitenrotor in Vorwärtsrichtung drehen kann. Jede der Seitenrotoren müssen Anschläge sowohl für die Drehung in Vorwärtsrichtung, als auch für die Drehung in Rückwärtsrichtung zugeordnet sein, und zwar unabhängig davon, ob bei der Maschine die folgenden Bedingungen erfüllt sind: 1. Es ist ein einziger Umlaufraum vorgesehen und nur einer der Seitenrotoren besitzt Flügel, die in den Umlaufraum hineinragen; 2. Es sind zwei Umlaufräume vorgesehen, wobei jeder der Seitenrotoren Flügel aufweist; (oder) 3. Es sind mehr als zwei Umlaufräume vorgesehen, wobei in diesem Fall ein Seitenrotor Flügel aufweisen kann, die in mehr als einen Umlaufraum hineinragen.
• Bei dem betrachteten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Anschläge für die Drehung in Vorwärtsrichtung in Fig. 1, 2 , 4 und 7 gezeigt. Man erkennt, daß ein in radialer Richtung einstellbarer Gleitbolzen 51a vorgesehen ist, der von einem Ansatz 31b des Rotors 31 gehaltert wird, wobei der Ansatz 31b eine Platte 40a umgibt, die eine im wesentlichen elliptische Form aufweist und über eine Keilnut- Keil-Verbindung 40c sicher mit der Abtriebswelle 40 verbunden ist, wie dies am besten aus Fig. 4 deutlich wird. Wie die Fig. 1, 2 und 4 zeigen, ermöglicht eine Stufe 97a am Gleitbolzen 51a eine Federvorspannung desselben mittels einer Feder 99a. Eine Buchse 53a, welche die Öffnung für den Gleitbolzen schließt, ist starr an dem Ansatz 31b befestigt, um die Feder 99a an der Stufe 97a festzuhalten.
• Durch die Kraft der Feder 99a wird der Gleitbolzen 51a ständig in Richtung au den ?nd der elliptischen Platte 40a vorgespannt. Vorzugsweise besitzt der Gleitbolzen 51a an seinem freien Ende eine Rolle 58a, mit deren Hilfe die Reibung zwischen dem Gleitbolzen und dem Rand der elliptischen Platte 40a verringert wird. Wenn die kurze Achse der ellptischen Platte 40a in Richtung der Achse des Gleitbolzens 51a liegt, dann ist dessen in radialer Richtung äußeres Ende zurückgezogen und gelangt nicht in Eingriff mit einem Zapfen 132 der über die Innenseite des Rings 55 vorsteht. Der Rotor 31 kann sich aann um 1800 vorwärtsdrehen, während die Platte 40a sich um 900 dreht, so daß nunmehr die lange Achse der Ellipse in Richtung der Achse des Gleitbolzens liegt und eine weitereundrehung des Rotors 31 durch einen Zapfen 133 gestoppt wird, auf welches das radial äußere Ende des Gleitbolzens auftrifft. Während des folgendes Taktintervalls bleibt dann der Rotor 31 stationär, während sich die Platte 40a um 900 dreht, so daß der Rotor 31 bei jedem ungeraden Taktintervall freigegeben wird und sich nunmehr um 1800 drehen kann. Zum Verhindern von radialen Kräften wird in Verbindung mit einem Paar von vorstehenden Zapfen 132 und 130 ein Paar von Gleitbolzen 51a und 51b verwendet. Die Vorsprünge, wie z.B. der Zapfen 132, können unter Vorspannung in einem Schlitz 124 des Ringes 55 angeordnet sein, wie dies Fig. 2 zeigt.
• Eine ähnliche, wie die vorstehend beschriebene Anordnung ist bei dem Rotor 32 vorgesehen bei dem Bolzen 51c und 51d mit zugeordneten Federn 99c und 99d sowie Rollen 58c bzw. 58d mit Vorsprüngen bzw. Zapfen 130 und 134 zusammenwirken,wie dies rig. 7 zeigt.
• Es sei darauf hingewiesen, daß während des normalen Betriebes der Maschine der in Rückwärtsrichtung gerichtete Druck den Rotor abbremst und dazu sorgt, daß dieser durch die Klauen-Klinken-Anordnungen gestoppt wird und nicht durch die Bolzen-Vorsprung-Anordnungen. Wenn die Maschine jedoch allein als Pumpe eingesetzt wird, -ann sind sitz es die Bolzen-Vorsprung-Anordnungen, welche besti=c, welcher Rotor sich drehen darf.
• Kammern, Zyklen und Takte Wie bei der Maschine mit zwei Rotoren gemäß der früheren Anmeldung besitzt auch die Maschine mit drei Rotoren eine gerade Anzahl von Kammern. Dies gilt deshalb, weil zwei Rotoren jeweils die gleiche Anzahl von Flügeln aufweisen.
• Aus diesem Grunde ist die Gesamtzahl der Flügel stets gerade.
• Da die zwei Sätze von Flügeln zu einer relativen Drehbewegung gezwungen werden, dehnt sich jeweils das Volumen der Hälfte der Kammern aus, während sich das Volumen der anderen Kammern verringert. Die Anordnung wird daher eingesetzt, um Arbeitszyklen durchzuführen, welche zwei oder noch eine größere Zahl von Takten umfassen. Die Maschine ist beispielsweise für folgende Anwendungen geeignet: Als Pumpe, als Flüssigkeitsmesser, als Dampfmaschine, als mit hydrostatischem Druck arbeitende Maschine und als Maschine zum Ausnutzen externer Verbrennungsvorgänge einschließlich geothermischer Vorgänge sowie außerdem als Motor für Benzin oder Dieselkraftstoff und kann in zwei Zyklen arbeiten. Die Maschine mit drei Rotoren kann für sämtliche vorstehend aufgeführten Einsatzmöglichkeiten verwendet werden. Wenn jeder der zwei Rotoren pro Umlaufraum mehr als einen Flügel aufweist, sind die Kammern in Gruppen unterteilt, wobei jede Gruppe zwei Kammern aufweist, von denen die eine sich erweitert, während die andere ihr Volumen verkleinert. Die Anzahl der Flügel pro Rotor ermöglicht eine wirksame Erhöhung des Ausgangsdrehmomentes. Es sei angenommen, daß die Maschine mit drei Rotoren bei zwei mit hydrostatischem Druck arbeitenden Kraftwerken eingesetzt wird, wobei eine aer Maschinen mit einen Flügel pro Rotor arbeItet, während die andere mit n-Flügeln pro Rotor arbeitet, und wobei beide Maschinen mit dem gleichen hydrostatischen Druck arbeiten.
• Beide Maschinen nehmen während eines ersten ,k=-nWervalls die gleiche Wassermenge und damit die gleiche Zrs?ie auf.
• Die Maschine mit einem Flügel pro Rotor führt zu einer Drehung der Abtriebswelle um 1800 und zu einem Drehmoment T.
• Die Maschine mit n-Flügeln pro Rotor führt dagegen nur zu einer Drehung der Abtriebswelle von 1800/n, jedoch zu einem Drehmoment von n x T. Die Gesamtmenge der Arbeit,die von beiden Maschinen verrichtet wird, ist die gleiche, wie dies zu erwarten war. Es ist jedoch zu berücksichtigen, daß die Dauer der Arbeitstakte um den Faktor n verschieden ist. Aus diesem Grunde wird die Maschine mit n-Flügeln pro Rotor nmal die Wassermenge(pro Stunde)aufnehmen und daher in dieser Beziehung die wirksamere Maschine sein. Die gleichen Überlegungen gelten für die Vorteile in dem Fall,in dem die Maschine mit drei Rotoren durch geothermische heiße Gase angetrieben wird, welche unter Umständen reichlich,jedoch nur mit einem relativ niedrigen Druck vorhanden sind. Ein hoher Wert für n wird das Ausgangsdrehmoment und die Menge des verarbeiteter5 unter Druck stehenden Gases erhöhen. Auch in dem Fall, in dem eine Maschine mit drei Motoren als Pumpe eingesetzt wird, führt der höhere Wert für n zur größeren Menge der geförderten Flüssigkeit. Ein Beispiel, wo dies mit Vorteil ausgenutzt werden kann, ist der Fall, wo die Pumpe in einem dynamischen Bremssystem zum Umsetzen kinetischer Energie in Luftdruck verwendet wird.
• Ein hoher Wert von kinetischer Energie kann in potentielle Energie umgesetzt werden, indem man die Koppelung der Antriebswelle mit der Eingangswelle einer Pumpe erhöht, welche als Maschine mit zwei oder drei Motoren aufgebaut ist und bei der der Wert für n hoch ist, und die Dut von außen in einen Drucktank pumpt.
• In der früheren Anmeldung wurde gezeigt, daß ko:tplizierte thermodynamische Zyklen mit vielen Takten ausgeführt werden können, wenn aufgrund einer angemessenen Anzahl -:on Flügeln pro Rotor eine entsprechende Zahl von Kammer vorhanden ist.
• Die komplexen Arbeitszyklen, die in der früheren Anmeldung beschrieben sind, umfassen beispielsweise folgende Taktfolgen: Den 4-Takt-Zyklus für Otto-Motoren mit 1. Ansaugen des Gemisches, 2. Komprimieren des Gemisches, 3. Zünden des Gemisches und Arbeitshub, 4. Austreiben der verbrannten Gase.
• Neuere Taktfolgen mit folgenden Takten: 1. Einen Arbeitstakt, bei welchem nach der Explosion des Kraftstoff-Luftgemisches in einer Kammer eine Expansion in zwei Kammern erfolgt, wobei die zweite Kammer keine Luft enthält, wobei die Temperatur des gezündeten Gemisches verringert wird.
• 2. Gleichzeitige Kompression in zwei Kammern, von denen eine frische Luft enthält und die andere, die bei der ersten Zündung entstandenen Abgase. Dies dient dazu, die Temperatur der Luft durch weiteres Verbrennen der Kohlenwasserstoffe und eine entsprechende Umsetzung von CO in CO2 sowie durch Wärmeübertragung von den Wänden der Kammer und den heißen Gasen zu erhöhen.
• 3. Erweiterung der Kammern im Fall (2), wobei der erhöhte Druck ein Drehmoment liefern kann.
• 4. Die Ausführung von Phantom-Otto-Taktfolgen mit vier Taktet wie bei einem Viertaktzyklus für Otto-Motoren, wobei jedoch anstelle des Kraftstoff-Luft-Gemisches nur Luft verwendet wird.
• Dies dient dem Abkilhien der Masonine und dem Umsetzen eines Teils der in den Innenwanden der Maschine gespibherten Wärme in ein Drehmoment.
• Die vorstenend erwähnten Takte sind ebenso wie bei der Maschine mit zwei Rotoren auch bei der Maschine mitre Rotoren möglich.
• Druckkammern Nachstehend soll auf ein neues Verfahren zum Umsetzen von Wärme in ein Drehmoment eingegangen werden, welches von der früheren Anmeldung nicht erfaßt wird. Das neue Verfahren kann auch bei anderen bekannten Maschinen angewandt werden, wie z.B. bei Kolbenmotoren und Wankelmotoren. Insbesondere können aber Maschinen mit zwei oder drei Rotoren in Verbindung mit diesem Verfahren besonders wirksam eingesetzt werden. Gemäß dem neuen Verfahren sind zusätzlich zu den Kammern variablen Volumens einer Maschine Druckkammern mit festem Volumen vorgesehen, in denen relativ kalte Luft aufgeheizt werden kann, indem man sie für eine relativ lange Zeit in der Druckkammer hält und dann die unter erhöhtem Druck stehende Luft einer sich vergrößernden Kammer variablen Volumens der Maschine zufUhrt, um so die Wärme in ein Drehmoment umzuwandeln. Die Druckkammern sind vorzugsweise rund um das Gehäuse der Maschine vorgesehen, derart, daß sie den Brennkammern dicht benachbart sind, so daß die durch die Gehäusewand abgeleitete Wärme zum Aufheizen der Druckkammern ausgenutzt werden kann. Eine weitere Quelle für die Wärme, die zum Aufheizen der Luft in den Druckkammern erforderlich ist, stellen die heißen Abgase dar.
• Diese heißen Abgase können an die Druckkammern Wärme abgeben, während sie dazu gezwungen werden an der Außenwand der Druckkammern entlang zu fließen. Ein weiteres Verfahren, welches bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwirklicht ist, besteht darin, daß die heißen Verbrennungsprodukte eines ersten Verbrennungsvorgangs für Kohlenwasserstoffe einer Druckkammer zugeführt werden, wo relativ kühla Luft zugesetzt wird. Die Mischung bleibt darn für eine vorgegebenen Anzahl von Takten in der Druckkammer und wird dann erneut in eine -;P-er variablen Volunans eingeleitet.
• Die für die Maschine erforderliche Kühlleistung kann foglich durch die Luftmenge gesteuert werden, die den Drt'ckkammern zugeführt wird, und durch die "Verarbeitung" dieser Luft im Verlauf von Phantom-Ottomotorzyklen.
• Nachstehend soll nunmehr gezeigt werden wie das erfahren des Einsatzes von Druckkammern festen Volumens vorteilhaft in Verbindung mit einer Maschine mit drei Rotoren gemäß der Erfindung ausgenutzt werden kann.
• Gemäß Fig. 5 sind Druckkammern 29b und 29c mit festem Volumen im Mantel des Gehäuses 29 vorgesehen und durch Wände 301 und 302 getrennt. Eine zusätzliche Wand 304 auf der Außenseite' der Druckkammern 29b, 29c dient dazu, die Abgase um die Druckkammern 29b und 29c herumzuleiten. Dies dient der Übertragung zusätzlicher Wärme von den Abgasen in das Gas, welches sich in den Druckkammern befindet ehe die Abgase in die Atmosphäre entlassen werden. Die Abgase gelangen durch einen Einlaß 311 in einen Raum 29f und strömen spiralförmig zu einem Auslaß 317,und zwar durch einen Kanal, der durch die Wände 304 und 305 gebildet ist sowie durch einen Streifen 310,der im Inneren des Raumes 29d wendelförmig angeordnet ist. Der wendlförmige Kanal unterstützt die Erhöhung des Zeitraums der Wechselwirkung zwischen den Abgasen und der Wand 305 der Druckkammer, wodurch der Wärmeübergang aus den Abgasen in die Druckkammer verbessert wird.
• Eine Kraftfahrzeugmaschine mit hohem Wirkungsgrad Das dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel für eine Maschine, welche die Basis einer hocheffizienten Maschinenanlage für ein Kraftfahrzeug sein kann. Damit eine Maschine eine hohe Gesamteffektivität erreicht, muß sie in der Lage sein Verluste in verschiedener Hinsicht zu verringern, beispielsweise auf die folgenden Arten: 1. Die Maschine hat einen guten thermischen Wirkungsgrad (Drehmoment x Drehwinkel der Abtriebswelle pro Kraftstoffeinheit). Die Rückgewinnung der Wärme, welche derzeit im Kühlsystem und mit den heißen Abgasen erIren geht, kann den thermischen Wirkungsgrad beträchtlicL erhöhen.
• 2. Die Maschine trägt zu einem niedrigen Gewicht des Wagens bei, da das Kühlsystem entfallen kann, wodurch das Gesamtgewicht der Maschinenanlage erheblich verringert wird. Dies führt aber zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades, da ein höheres Gewicht höhere Reibungsverluste aufgrund der Reifendeformation bei fahrendem Wagen mit sich bringt.
• 3. Die Maschine hat ein kleines Volumen, so daß die Größe und damit das Gewicht der Teile, die die Maschinenanlage des Fahrzeugs umschließen, klein gehalten werden kann, so daß das Fahrzeug optimal gestaltet und aerodynamisch stromlinienförmig ausgebildet werden kann, um Reibungsverinste aufgrund des Luftwiderstandes zu reduzieren.
• 4. Die Maschine arbeitet als Maschine mit niedriger Leistung, solange ein normaler Fahrbetrieb vorliegt, ist Jedoch in der Lage, zumindest für kurze Zeitintervalle, ein erhöhtes Drehmoment zu erzeugen.
• 5. Die Maschine ist für den Einsatz eines dynamischen Bremssystems geeignet,mit dessen Hilfe kinetische Energie, welche normalerweise durch den Bremsvorgang verloren geht, zurUckgewonnen werden kann. Dies ist besonders beim ständigen Anfahren und Abbremsen bei dichtem Verkehr von Vorteil.
• 6. Die Maschine gestattet eine Art Schichtladung, so daß ein übermässiger Kraftsto-ffverbrauch vermieden werden kann, wobei gleichzeitig die Menge der Schadstoffe in den Abgasen abgesenkt wird.
• Die Fig. 1 bis 9 zeigen ein Beispiel für eine au3erst effiziente Maschinenanlage, die nach den vorstehend au:^ef3hrten Gesichtspunkten gebaut ist. Die Maschine wurde als Maschine mit drei Rotoren ausgebildet, da bei ihr die vorstehend geforderten Eigenschaften wirksamer verwirklicht werden können als bei anderen Maschinenanlagen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind zwei Maschinen vorgesehen, welche gemeinsam in einer einzigen Einheit arbeiten. Fig. 2 zeigt die Rotoren und Flügel einer oberen Maschine 320 und einer unteren Maschine 321. Die obere Maschine 320 besitzt zwei Flügel 33a und 33b,die an einem oberen Seitenrotor 31 vorgesehen sind, sowie zwei weitere Flügel 34a und 34b, die an dem mittleren Rotor 41 vorgesehen sind, wobei alle vier Flügel in einen Umlaufraum 35 hineinragen, der durch die Rotoren 31 und 41 sowie die Gehäusewand 29a begrenzt wird. Die untere Maschine 321 besitzt zwei Flügel 33c und 33d, die mit dem unteren Seitenrotor 32 verbunden sind sowie zwei Flügel 34c und 34d, die mit dem mittleren Rotor 41 verbunden sind, wobei alle vier Flügel in einen Umlaufraum hineinragen, der durch die Rotoren 41 und 32 sowie die Gehäusewand 29a gebildet wird.
• Mit zwei Flügeln pro Rotor in Jedem Umlaufraum ergeben sich.
• für Jede Maschine vier Kammern mit variablem Volumen und damit insgesamt acht Kammern in den beiden Maschinen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel steht Jede der Kammern der oberen Maschine mit einer Kammer der unteren Maschine in Verbindung, und zwar über Schlitze 340, 342, 343 und 345. Die Schlitze 342 und 345 gehen senkrecht durch die Platte 41 hindurch und sorgen für eine direkte Verbindung zwischen den Umlaufräumen der oberen und der unteren Maschine. Die oberen Schlitze 340 und 343 stehen mit unteren Schlitzen 341 bzw. 344 in Verbindung, und zzar über Kanäle, wie den Kanal 347. Beide Maschinen 320 und 321 besitzen die gleichen Anschläge f;lr die Begrenzung der Drenbewegung der Rotoren 31 wnd 32 wie sie oben in Verbindung mit der oberen Maschine 320 bereits erläutert wurden, so daß die Hinzufugung der zweiten Maschine 321 keine zusätzlichen getrennten Anschlageinrichtungen erforderlich macht.
• Schmiereinrichtungen Erfindungsgemäß ist die Möglichkeit einer Ölschmierung vorgesehen.Wie Fig. 1 zeigt, tritt das Öl in einen Einlaß 500 in einer oberen Abdeckung 380 der Druckkammern ein. Von dort gelangt das Öl zu einem ringförmigen Kanal 381, welcher die Kanäle zwischen den Dichtungselementen der Flügel des oberen Sveitenrotoxs 31 speist. Auf diese Weise gelangt das Schmieröl zu einem ringförmigen Kanal 394,des mittleren Rotors 41. Aus dem Kanal 394 wandert das Öl zwischen den Dichtungselementen der beiden Flügel 34a, 34b nach außen zu einem zweiten ringförmigen Kanal 383,der ebenfalls im mittleren Rotor 41 vorgesehen ist. Als nächstes erfolgt die Schmierung der unteren Flügel des mittleren Rotors 41, wobei das Schmieröl einen dritten ringförmigen Kanal 395 erreicht, der ebenfalls im mittleren Rotor 41 vorgesehen ist. Schließlich wandert das Schmieröl zwischen den Dichtungselementen der Flügel des unteren Seitenrotors und gelangt schließlich in einen ringförmigen Kanal 382 und von dort zu einem Ölauslaß 395.
• Ein Zvklus mit hohem Wirkungsgrad Ein Zyklus bzw. eine Taktfolge,bei dem die erfindungsgemäße Maschine mit einem hohen Wirkungsgrad arbeitet wird anhand der Fig. 9 erläutert. Die Takte über den Diagonalen der Felder in Fig. 9 werden von den Kammern der oberen Maschine ausgeführt, Diejenigen unter den Diagonalen werden von den Kammern der unteren Maschine ausgeführt. Die äußerste linke Spalte mit der Überschrift "3benen" bezeie:mnat die Ebenen, die von einem bostimaren Schlitz überstrichen werden, beispielsweise von einem der Schlitze 340, 342, 343 oder 343, wobei eine Verbindung zwischen den einander entsprechenden Kammern hergestellt wird, von denen sich die eine in der oberen Maschine und die andere in der unteren Maschine befindet =rnd die während eines bestimmten Taktintervalls den gleichen Arbeitstakt ausführen. Die Tabelle gemäß Fig. 9 wurde unter der grundsätzlichen Annahme erstellt, daß alle Flügel winkelmäßig den gleichen Sektor bedecken, und zwar einen Sektor von etwa 45°.
• Wie Fig. 5 zeigt, sind etwa 300 der von den Flügeln 33a und 33b überdeckten Sektoren auf die Flügel 34a bzw. 34b übertragen.
• Dies erfolgte um zu zeigen, daß der größere Teil der Masse der Flügel in den Flügeln des mittleren Rotors zusammengefaßt werden kann, so daß dieser mit seinen Flügeln als Schwungscheibe wirkt, während gleichzeitig die träge Masse der Seitenrotoren verringert wird. Bei dieser MaBnahme wird die Lage der Schlitze 340 und 343 im Uhrzeigersinn bezüglich des Gehäuses gedreht, und zwar um Jeweils den selben Winkel, der im vorliegenden Fall etwa 300 beträgt. In Fig. 9 sind dieJenigen Kammern, die durch solche verlagerten Schlitze gekennzeichnet sind, in mager gedruckten Buchstaben eingetragen. Soweit also die in Fig. 9 durch mager gedruckte Buchstaben bezeichneten Arbeitstakte betroffen sind, sollte die Ebene in der äußersten linken Spalte um etwa 30° im Gegenuhrzeigersinn korrigiert werden. Beispielsweise ergibt sich für den Arbeitstakt b während des ersten Taktintervalls,der von den Kammern durchgeführt wird, die den Schlitz 340 enthalten gemäß Fig. 9 ein Überstreichen der Ebenen 2 - 8 entsprechend einem Winkel von - 450 + 450 mit dem Bezugswinkel von 0° in der radialen Ebene 1.
• Wegen der Verlagerung des Schlitzes 340 ist der Winkel, welcher von dem Schlitz 340 bezüglich des Gehäuses beim Arbeitstakt b für die genannten Kammern überstrichen wird zwischen - 750 und + 150 bezüglich der radialen Ebene 0-1, die dem Winkel von Oo entspricht. Die oberen 1- 7, die dem Arbeitstakt A entsprechen, sind nicht so zu korrigieren, da der Schlitz 345 bei der winkelmäßigen Verlage'-z.0-- des Sektorwinkels von den Flügeln des Seitenrotors auf die Flügel des :71ittelros-s nicht verlagert wurde.
• Der Zyklus für das bevorzugte Ausführungseispiel soll nachstehend im einzelnen beschrieben werden. Der Zyklus besteht aus vier Sätzen mit Jeweils vier Takten, w^bn eder Satz einem Arbeitszyklus eines Ottomotors entspricht. Die vier Zyklen sind in Fig. 9 mit A, B, C, D (fett), a, b, c, d (fett), A, B, C, D (mager) und a, b, c, d (mager) gekennzeichnet. Die fettgedruckten Großbuchstaben A, B, C, D in Fig. 9 bezeichnen die vier Takte eines modifizierten Arbeitszyklus für Ottomotoren.
• Während eines beträchtlichen Teils des Taktes A wird der Kammer, welche die Ebenen 1 - 7 überläuft, Luft zugeführt, wenn eine Ausbuchtung 394 eines Schlitzes 346 in der Platte 40a und ein Kanal 544 miteinander fluchten, der in die Unterseite der oberen Grundplatte 29e eingeschnitten ist,wie dies Fig. 3 zeigt. Dem Kanal 544 wird die Luft, vorzugsweise unter Druck, von einem Drucklufttank 411 über einen Einlaß 541 zugeführt, den Fig. 3 zeigt. Die beiden Kammern, eine in der oberen Maschine 320 die andere in der unteren Maschine 321, nehmen Druckluft auf. Später im Laufe des Zyklus gelangt die Ausbuchtung 391 über den Kanal 544 und nimmt Kraftstoff aus dem Kanal 543 auf, dem der Kraftstoff über den Einlaß 542 in Fig. 3 zugeführt wird. Da der Kraftstoff durch die Kammer der oberen Maschine hindurch muß, ehe er die Kammer der unteren Maschine erreicht, bleibt der überwiegende Teil des Kraftstoffs in der Kammer der oberen Maschine. Aufgrund dieser Schichtung des Kraftstoffs ist die Konzentration desselben in der Kammer der oberen Maschine wesentlich höher als in der Kammer der unteren Maschine. Die Zündung während des folgenden Taktes C kann somit in der Kammer der oberen Maschine erfolgen, wobei die Ausbreitung sowohl durch die obere als auch durch die untere Karner erfolgt, nd zwar bei wesentlich magereren Gemiscnen. Das erfindungsgemäße Verfahren verhindert somit eine übermäßige Einspeisung von Kraftstoff in de Verbrennungskammern allein aus dem Grund, da3 für die Zündung eine ausreichend hohe Konzentration aufrechterhalten werden muß, wie dies bei den meisten üblichen Brennkraftmaschinen der Fall ist. Gleichzeitig hilft das Verfahren die Zeit zu verkürzen, in welcher stark erhöhte Temperaturen vorliegen,so daß die Erzeugung von Stickoxyden reduziert wird.
• Während des Taktes D werden die gasförmigen Produkte des ersten Verbrennungsschrittes während des vierten Taktintervalls in der Druckkammer 29c komprimiert. Dies wird erreicht, wenn die Öffnung 361 in der Platte 32a (Fig. 6) mit einem Schlitz 363 (Fig. 7) und einem Auslaß 368 (Fig. 8) fluchtet. Der Auslaß 368 ist direkt mit einem Einlaß 370 verbunden, welcher mit einem Kanal 371 in Verbindung steht, der zwischen dem Rotor 32 und dem Gehäuse 29 vorgesehen ist. Die Verbrennungsprodukte des ersten Verbrennungsschrittes werden ferner der Druckkammer 29c zugeführt, während ein Schlitz 390 in der Platte 32a mit einer Öffnung 392 in einer Deckplatte 281 fluchtet, die das untere Ende der Druckkammern verschließt.
• Der Druckkammer 29c wurde ein "Schuß" kalter Druckluft aus dem Drucklufttank 411 während des vorangegangenen Taktintervalls über einen Einlaß 432 (Fig. 10) zugeführt. Dies kann mit Hilfe eines relativ einfachen Luftverteilers 430 erreicht werden, der direkt durch die Abtriebswelle 40 der Maschine angetrieben wird und mit dessen Hilfe eine Verbindung zwischen dem Drucklufttank 411 und den Druckkammern 29b und 29c herstellbar ist.
• Die Mischung der heißen Verbrennungsprodukte des ersten Verbrennungsschrittes und der kalten Luft bleibt während des ganzen folgenden Taktintervalls in der Druckkammer. Es kann erwartet werden, daß sich während dieser Zeit nahezu ein Temperaturgleichgewicht zwischen den heißen Abgasen und der kÜhlen Luft ergibt. Die Temperatur der mischung wird ferner durch Wärme erhöht welche durch die Wände der Druckkammern aus den Verbrennungskammern zugeführt wird, sowie aus den in dl Atmosphäre auszublaseden heißen Abgasen, die wendelförmig um die Druckkammern herumgeleitet werden. Die Druckkammer 29c wird dann wieder mit den Kammern vertiderlichen Volumens verbunden, wo nunmehr die in Fig. 9 im Fettdruck bezeichneten Takte a, b, c und d durchgefWft werden. Während des Taktes a (fett),der im sechsten Taktintervall durchgeführt wird,(dieses Taktintervall entspricht in Fig. 9 dem Taktintervall 2), wird die Mischung der Abgase des ersten Verbrennungsschrittes und der Druckluft in eine Kammer variablen Volumens zurückgeleitet, wenn die Öffnung 350 der Platte 31a (Fig. 4) sich mit der Öffnung 420 in der oberen Abdeckung 380 der Druckkammern deckt (Fig. 4). Aus dem ringförmigen Kanal 420 wird das Gasgemisch über den Auslaß' 432 einem Einlaß 340 (Fig. 5) zugeführt. Das Gemisch erreicht dann die richtige Kammer bei Koinzidenz der Öffnung 340, einer Öffnung 351 in der Platte 31a und eines Schlitzes 347 in der Platte 40a (Fig. 4). Das in die Kammer eintretende Gemisch wird einem vollen Viertakt-Unterzyklus unterworfen, der in Fig.9 mit mageren Buchstaben bezeichnet ist. Während des Taktes b wird das Gemisch erneut komprimiert und nimmt dabei Wärme von den Wänden der Kammer auf. Wenn die Temperatur und der Druck des Gemisches angehoben werden, verbrennen unverbrannte Kohlenwasserstoffe, wie z.B. CO zu C02, wobei die zusätzlich erzeugte Wärme den Prozess beschleunigt und den Gasdruck weiter anhebt, welcher dann während des folgenden Taktes c (fett) in ein nutzbares Drehmoment umgewandelt werden kann.
• Während der Takte d steht der Auslaß 367 mit dem Einlaß 311 in Verbindung. Während des folgenden Viertakt-Zyklus A, B, C, D (mager) läuft eine seitliche Erweiterung 359 (Fig. 4) zu einem Kanal 345, wobei nur Luft zugeführt wird.Bei den folgenden acht Takten, B, C, D, a, b, c, d (mager) herrschen die gleichen Bedingungen wie bei den vorstehend beschriebenen acht Takten A, B, C, D, a, b, c, d (fett), mit dem Unterschied, daß normalerweise der Maschine kein Kraftstoff zugeführt wird.
• Diese acht Takte stellen zwei Phantom-Viertaktzyklen für Ottomotoren dar, welche der Abkühlung der Maschine dienen und in deren Verlauf ein Teil der Wärme in nutzbares Drehmoment umgewandelt wird. Wenn eine Notfallbeschleunigung erforderlich ist, wird in die von dem Einlaß 341 (Fig. 3) einströmende Luft über einen speziellen Einlaß 358 Kraftstoff zugeführt, so daß eine reguläre A, B, C, D, a, b, c, d (fit) -Taktfolge durchgeführt wird, mit der das erforderliche zusätzliche Drehmoment aufgebracht wird.
• Drucklufttank und dYnamisehes Bremsen Fig. 10 zeigt die Maschine 30 in Verbindung mit einem Drucklufttank 411 und einer Pumpe 410 mit hohem Drehmoment. Der Drucklufttank 411 dient dazu, für den komplizierten vorstehend beschriebenen Arbeitszyklus Druckluft zu liefern. Die Energie in dem System wird gespeichert und Jeglicher Druck der vom Drucklufttank den Druckkammern oder den Kammern veränderlichen Volumens zugeführt wird, wird zu gegebener Zeit in ein Drehmoment umgesetzt. Es ist Arbeit erforderlich, um in dem Drucklufttank 411 einen minimalen Luftdruck aufrechtzuerhalten.
• Dieser Druck kann bei der Maschine mit drei Rotoren mittels zweier Pumpen gewonnen werden, wobei Jeder Rotor zusätzlich zwei Flügel in den Räumen angrenzend an die Abtriebswelle 40 besitzt, die im Bereich zwischen den Lagern 43, 43a und 44, 44a in radialer Richtung auf die erforderliche Größe erweitert sind.
• Die Steuerung der Öffnungen für die obere Pumpe kann beispielsweise mittels Öffnungen in der Gehäusebasis 29e und der Rotorplatte 34a erfolgen sowie mittels Schlitzen, die in der Platte 40a angrenzend an die Schlitze 347 und 352 angrenzend an die Abtriebswelle vorgesehen sind. Weder die beiden genannten Pumpen noch die zugehörigen Schlitze und Öffnungen sind in der Zeichnung gezeigt. Der Druck, der mit Hilfe derartiger Pumpen erzeugt wird, kann dem Drucklufttank über eine Leitung 405 zugeführt werden, die durch einen Pfeil angedeutet ist. In Fig. 10 ist ferner eine Überdruckeinheit 442 gezeigt, die durch ein Ventil gebildet ist, welche die Leitung von den beiden Pumpen zur Atmosphäre öffnet, wenn der Druck in dem Drlckllfttnnk einen vorgegebenen Wert erreicht. Bei diesem Betriebszustand saugen die beiden Pumpen Luft aus der Atmosphäre an und drücken die Luft wieder in die Atmosphäre zurück ohne Derzeit zu verrichten. Wenn der Druck in dem Drucklufttank niedriger ist als der vorgegebene Drucktdann arbeiten die beiden Pumpen, indem sie Luft in den Drucklufttank pumpen und so potentielle Energie speichern.
• Beim Anfahren und Abbremsen bei dichtem Verkehr und bei Talfahrten kann mittels der dynamischen Bremseunrichtung gemäß Fig. 10 der Luftdruck in dem Luftdrucktank 411 mit Hilfe einer Pumpe 410 mit hohem Drehmoment erzeugt werden.
• Die Bremsen können dabei eine veränderliche Wellenkupplung 409 betätigen, welche den Schlupf zwischen zwei Wellen wirksam verringern kann. Eine der Wellen ist dabei mit der Antriebswelle verbunden, während die andere die Abtriebswelle einer Maschine 410 mit zwei oder drei Rotoren sein kann, wobei eine große Anzahl von Flügeln pro Rotor vorgesehen ist, so daß die Pumpe eine beträchtliche Luftmenge sehr schnell verarbeiten kann und auf diese Weise in der Lage ist, große Mengen kinetischer Energie zu absorbieren. Die mit Hilfe der Pumpe 410 in dem Drucklufttank 411 gespeicherte Energie verringert den Bedarf an Druckluft, welche von den zwei Pumpen erzeugt wird und bewirkt damit eine Energieeinsparung.
• Anwendungen In der vorstehenden Beschreibung wurde auf verschiedene mögliche Anwendungen der Erfindung hingewiesen. Nachstehend soll nunmehr genauer auf die speziellen Modifikationen des Grundaufbaus einer Maschine mit drei Rotoren eingegangen werden, die für die verschiedenen Anwendungen erforderlich sind.
• Wenn die drei Rotor-Maschine als Dampfmaschine eingesetzt wird um den Dampfdruck in ein Drehmoment umzusetzen, wenn sie als hydrostatische Maschine eingesetzt wird, um den Wasser druck in ein Drehmoment umzusetzen, wenn sie als geothermische Maschine eingesetzt wird und ganz allgemein, wenn sie als externe Brennkraftmaschine zum Umsetzen des Drucks heißer Gase in ein Drehmoment eingesetzt wird, dann kann sie so ausgebildet werden, daß sie Zweitaktzyklen ausführt. In diesen Fällen werden alle Einlaßöffnungen miteinander verbunden, so daß das unter Druck stehende Medium allen sich vergroSernden Kammern zugeführt werden kann. In entsprechender Weise sind alle Auslaßöffnungen miteinander verbunden, so daß sich die kleiner werdenden Kammern gemeinsam zu irgend einem Auslauf entleeren können.
• Da in den genannten Fällen keine Gefahr für Fehlztindungen besteht, werden auch keine Anschläge für die Begrenzung der Drehung in Vorwärtsrichtung benötigt. Die Maschine kann mit Hilfseinrichtungen zusammengefaßt werden, wie sie beispielsweise in Fig. 20 der früheren Anmeldung gezeigt sind.
• Als Brennkraftmaschine mit interner Verbrennung kann die Maschine mit drei Rotoren in Verbindung mit Druckkammern festen Volumens eingesetzt werden oder nicht und komplizierte thermodynamische Zyklen ausführen. Beispielsweise können die Einlaßoeffnungen zu einer einzigen Einlaßöffnung zusammengefaßt sein, während die Auslaßöffnungen zu einer einzigen Auslaßöffnung zusammengefaßt sein können, wobei mit einem einfachen Otto-Viertakt oder einem einfachen DieseiViertakt gearbeitet werden kann. Die Maschine kann in geeigneter Weise mit Hilfseinrichtungen zusammengefaßt sein wie sie in den Fig. 18 und 19 der früheren Anmeldung gezeigt sind, um als Benzinaggregat oder als Dieselaggregat zu arbeiten. Es sei darauf hingewiesen, daß derartige Maschinen mit einer Wasserkühlung oder einer Luftkühlung arbeiten können, wobei der Raum der beim bevorzugten Ausfühungsbeispiel den Druckkammern 29b und 29c mit festem Volumen zugeordnet ist sowie der wendelförmige Kanal 29d für die Abgase für den Kishlmitteldurchlauf verwendet werden können, d.h. für den Durchlauf für Wasser oder Luft.
• Bei ihrem Einsatz als Pumpe kann die Dreirotormaschine als Zweitaktmaschine arbeiten, wobei alle Einläße zu einem einzigen Einlaß zusammengefaßt sind, der mit dem Bereich niedrigerem Drucks in Verbindung steht und mit allen ihr Volumen vergrößernden Kammern. In entsprechender Weise können sämtliche Ausläße zu einem einzigen Auslaß zusammengefaßt sein, der mit dem Bereich höheren Druckes sowie mit samtlichen ihr Volumen verkleinernden Kammern in Verbindung steht. Da beim Einsatz der Maschine als Pumpe die Energie über die beim Ausführungsbeispiel die Abtriebswelle bildende Welle zugeführt wird, sind keine Anschläge zur Begrenzung der Drehung in Rückwärtsrichtung erforderlich. Andererseits sind jedoch Anschläge für die Begrenzung der Drehung in Vorwärtsrichtung nötig, da beide Rotoren durch das über die Welle eingeleitete Drehmoment in Vorwärtsrichtung angetrieben werden. Ohne Hilfsenergie betätigte Druckventile können Bestandteil der Pumpe sein oder nicht und können zu der Last gehören.
• Als Flüssigkeitsmesser kann die Dreirotormaschine in Form einer Pumpe oder in Form einer Maschine vorgesehen sein,und zwar Je nachdem, ob die zu messenden Flüssigkeit unter Druck steht oder nicht. Wenn beispielsweise Wasser unter Druck zugeführt wird, dann kann ein Wassermesser bzw. eine Wasseruhr als eine Maschine ausgeführt sein, während die erfindungsgemäßge Anordnung als Benzinuhr'in einer Tankstelle als Pumpe arbeitet.
• Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß die geschlossene Randkurve, welche als Erzeugende für die Umlaufkammer dient, nicht unbedingt rechteckig sein muß. Die Erzeugende kann vielmehr auch rund sein, so daß die Umlaufkammer ein Torus wird oder in anderer geeigneter Weise ausgestaltet sein. Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß die drei Rotoren 31,32,41 nicht unbedingt über ein Differentialgetriebe miteinander verbunden sein müssen, sondern auch über andere geeignete Rückwirkeinrichtungen zum Übertragen von Drehmomenten von dem einen Seitenrotor zum anderen Seitenrotor und zum Mittelrotor.

Claims (23)

1. Patentansprüche 0 Maschine mit drei Rotoren, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: a) Es sind ein feststehendes Gehäuse (29), zwei Seitenrotoren (31,32) und eine Welle (40) vorgesehen; b) es ist ein mit der Welle (40) verbundener Mittelrotor (41) vorgesehen, der relativ zum Gehäuse (29) mit einer in vorgegebener Weise von der Summe der Drehzahlen der Seitenrotoren (31,32) abgeleiteten Drehzahl antreibbar ist; c) es ist ein Umlaufraum (35) vorgesehen, dessen erzeugende, eine geschlossene Randkurve, insbesondere ein Rechteck, mit der Drehachse (100-100) der Welle(40) als Drehachse ist und dessen Innenwände zumindest teilweise durch den einen Seitenrotor (31,32) und durch den Mittelrotor (41) gebildet sind; d) es ist ein erster Satz von n-Flügeln (34a,34b;34c, 34d) vorgesehen, die mit dem Mittelrotor (41) verbunden sind; e) es ist ein zweiter Satz von n-Flügeln (33a,33b; 33c, 33g) vorgesehen, die mit dem einen Seitenrotor (31,32) verbunden sind und die alternierend zwischen den Flügeln (34a, 3-Cb; 34c, 34d) angeordnet sind und den Umlaufraum (33) in n R2amern unterteilen, von denen jede rc teile der Oberfläche des Umlaufraumes (35) un zur Oberflächen der angrenzenden Flügel begrenzt ist und die in Umfangsrichtung rund um die Drehachse (100-100) der Welle (40) angeordnet sind, wobei von den in radialer Richtung verlaufenden Stirnflächen der Kammern jeweils die eine zu dem Mittelrotor (41) und die andere zu dem einen Seitenrotor (31,32) gehört und wobei sich das Volumen alternierend aufeinanderfolgender Kammern beim Arbeiten der Maschine jeweils in entgegengesetzter Richtung ändert, so daß jeweils die Hälfte der Kammern ihr Volumen verkleinert während die andere Hälfte der Kammern ihr Volumen vergrößert, wenn der eine Seitenrotor (31,32) und der Mittelrotor (41) zu einer relativen Drehbewegung gegeneinander gezwungen werden, und zwar dadurch, aaß alternierend einer der Seitenrotoren (31,32) auf im wesentlichen die doppelte Drehgeschwindigkeit des Mittelrotors (41) beschleunigt wird während der jeweils andere Seitenrotor (31,32) bezüglich des Gehäuses (29) im wesentlichen auf die Drehzahl Null abgebremst wird und wobei die Erhöhung und Verringerung des Volumens der Kammern der Ausführung einer Folge von mehreren Takten eines vorprogrammierten Taktzyklus entspricht; f) es sina Rückwirkeinrichtungen vorgesehen, mit deren Hilfe das Drehmoment von einem Seitenrotor (31,32) zum anderen Seitenrotor (31,32) und zum Mittelrotor (41) übertragbar ist und die beweglich mit dem ersten und zweiten Seitenrotor (31,32) in Eingriff stehen, wobei der Mittelrotor (41) derart als Schwenkelement dient, daß ein zwischen dem Mittelrotor (41) und einem der anderen Rotoren (31,32) wirksames Drehmoment zu einer -esentlichen gleichen entgegengesetzt erichteten Drehmoment 3iscn dem MIttelrotor (41) und dem anderen Seltenrotor (31,32) führt, wobei die Rückwirkeinrichtungen gleichzeitig die Winkel zwischen dem Mittelrotor (41) und jedem der Seitenrotorn (31,32) im wesentlichen gleich halten und der Übertragung eines Drehmomer-es dienen; g) es sind Taktprogrammiereinrichtungen vorgesehen, mit deren Hilfe die von den einzelnen Kammern durchzuführenden Takte für vorgegebene Zeitintervalle vorprogrammierbar sind; h) es sind Drehbegrenzungseinrichtungen (86,96; 51,132) vorgesehen, mit deren Hilfe eine Drehbewegung der Seitenrotoren (31,32) in einer vorgegebenen Drehrichtung begrenzbar ist und i) es sind Energiezuführeinrichtungen orgesehen, mit deren Hilfe eine alternierende Drehbewegung der Seitenrotoren (31,32) um vorgegebene Winkel herbeiführbar ist und damit eine Drehbewegung des Mittelrotors (41) um einen vorgegebenen Betrag.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß der Umlaufraum (35) ringförmig ausgebildet ist und einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt besitzt.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die Drehbegrenzungseinrichtungen als Einrichtungen zur alternierenden Begrenzung der Drehbewegung des ersten Rotors (31) und des zweiten Rotors (32) in Vorwärtsrichtung ausgebildet sind und daß die EnergiezufUhreinrichtungen derart ausgebildet sind, daß mit ihrer Hilfe für den Mittelrotor (41) ein Drehmoment in Vorwärtsrichtung erzeugbar ist, und daß Einlaßeinrichtungen vorgesehen sind, über die ein Medium Kammern mit sich ausdehnendem Volumen zuführbar ist, und Auslaßeinrichtungen, , über die das einelassene Medium aus den ihr Volumen verkleinernden Kammern austreibbar ist, so daß die Maschine als Pumpe betreibbar ist.
4. 4. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r z h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Drehbegrenzungseinrichtungen als Einrichtungen zum alternierenden Begrenzen der Drehbewegung des ersten Seitenrotors(31) und des zweiten Seitenrotors (32) in Rückwärtsrichtung ausgebildet sind und daß die Energiezuführeinrichtungen derart ausgebildet sind, daß mit ihrer Hilfe Kammern mit sich ausdehnendem Volumen ein unter Druck stehendes Medium zuführbar ist, so daß mittels der unter Druck stehenden Flüssigkeit alternierend die Flügel des einen Satzes in Vorwärtsrichtung und die Flügel des anderen Satzes in Rückwärtsrichtung beaufschlagbar sind, wobei zusätzlich Auslaßeinrichtungen zum Auslassen der eingelassenen Flüssigkeit vorgesehen sind, sowie Obertragungseinrichtungen zum Übertragen der Drehbewegung der Rotoren auf mindestens eine Abtriebswelle (40), so daß die Maschine als Antriebsaggregat zum Umsetzen des Druckes in einem Medium in ein Drehmoment einsetzbar ist.
5. 5.Maschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die Drehbegrenzungseinrichtungen als Einrichtungen zum alternierenden Begrenzen der Drehung des ersten Rotors (31) und des zweiten Rotors (32) in Rückwärtsrichtung ausgebildet sind und daß die Energiezuführeinrichtungen als Einrichtungen zum Einlassen von Kraftstoff und/oder Luft ausgebildet sind, wobei zusätzlich Übertragungseinrichtungen zum übertragen des Drehmomentes von den Rotoren (31,32,41) auf mindestens eine Abtriebswelle (40) vorgesehen sind sowie Auslaßeinrichtungen zum Austreiben der erhaltenen Abgase, so daß die Maschine als Brennkraftrnaschine mit interner Verbrennung zum Umsetzen von Kraftstoffenergie in ein Drehmoment einsetzbar ist.
6. 6. Maschine nach Anspruch 1, S a C u r c h 1 e k e n n z e i c hn e t, daß die Drehbegrenzungseinrichtungen als Einrichtungen zum alternierenden Begrenzen der Drehung des ersten Rotors (31) und des zweiten Rotors (32) sowohl in ~;a-*artsrichtung als auch in Rückwärtsrichtung ausgebildet sind und daß die Energiezuführeinrichtungen als Einrichtungen zum Zuführen von Kraftstoff und/oder Luft ausgebildet sind, wobei zusätzlich Zündeinrichtungen zum Zünden des Kraftstoffs in vorgegebenen (Verbrennungs-) Kammern während vorgegebener Zeitintervalle vorgesehen sind, während welcher die resultierende Druckkraft auf den einen Seitenrotor (31) und den Mittelrotor (41) wirkt, wobei Übertragungseinrichtungen zum Übertragen des Drehmoments von den Rotoren (31,41) auf mindestens eine Abtriebswelle (40) vorgesehen sind und wobei Auslaßeinrichtungen zum Austreiben der erhaltenen Abgase vorgesehen sind, so daß die Maschine als Brennkraftmaschine mit interner Verbrennung zum Umsetzen von Kraftstoffenergie in ein Drehmoment einsetzbar ist.
7. 7. Maschine nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die beiden Sätze von Flügeln (33a, 33b; 34a, 34b) Dichtungselemente aufweisen, welche in Kontakt mit Oberflächen stehen, die zu anderen Rotoren (31, 41) oder zum Gehäuse (29) gehören, wobei die Dichtungselemente (39a bis 39m) die einzelnen Kammern wirksam von benachbarten Kammern trennen.
8. 8. Maschine nach Anspruch 5, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ihre Verbindung mit Hilfseinrichtungen, wie z.B.

   einem Wasserreservoir, einem Dampferzeuger, einem Dampfkondensator und einem Dampfüberhitzer derart, daß die Anlage als Dampfmaschine betreibbar ist.
9. 9. Maschine nach Anspruch 7, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ihre Verbindung mit Hilfseinrichtungen,wie z.B.

   einem Vergaser, einem Sart-r, eir. m Zündsystem und einer AXllmula.orbatte-ie derart, daß die Maschine als Benzinmotorenanlage einsetzbar ist.
10. 10. Maschine nach Anspruch 7, g e k e n n z e @ c h n e t d u r c h ihre Verbindung mit Hilfseinrichtungen,wie z.B.

    Einspritzpumpen mit Einspritzdüsen, mit einem Starter und mit einem Drucklufttank derart, daß die Maschine als Dieselmaschinenanlage einsetzbar ist.
11. 11. Maschine nach Anspruch 7, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen zusätzliche Umlaufraum, in welchen ausgehend von dem Mittelrotor (41) und dem zweiten Seitenrotor (32) n Flügel (34c, 34d; 33c, 33d)hineinragen,und daß der zusAtzliche Umlaufraum Oberflächen aufweist, die zumindest zu dem zweiten Seitenrotor (32) und dem Mittelrotor (41) gehören.
12. 12. Maschine nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß ein weiterer Umlauf raum vorgesehen ist, in welchen von dem ersten Seitenrotor (31) und dem zweiten Seitenrotor (32) jeweils n/2 Flügel hineinragen'und den Oberflächen aufweist, die zumindest zu dem ersten Seitenrotor (31) und zu dem zweiten Seitenrotor (32) gehören.
13. 13. Maschine nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß ein zusätzlicher Umlaufraum vorgesehen ist, in welchen jeweils n Flügel des ersten Rotors (31) und des Mittelrotors (32) hineinragen'und daß der Umlaufraum Oberflächen aufweist, die zumindest zu dem ersten Seitenrotor (31) und dem Mittelrotor (32) gehören.
14. 14. Maschine nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß ein Schmiersystem zum Schmieren von sich relativ zueinander bewegenden Oberflächen vorgesehen ist.
15. 15. Maschine nach Anspruch 7, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Drehbegrenzungseinrichtungen :ftt de-. folgenden Merkmalen: a) Es sind Drehbegrenzungseinrichtungen ~- den ersten Seitenrotor (31) vorgesehen, mit deren Hilfe eine Drehung des ersten Seitenrotors (31) in Rückwärtsrichtung über einen vorgegebenen Winkel hinaus bezüglich eines Bezugswinkels (. 0° .) des Gehäuses (29) verhinderbar ist, so daß dem zweiten Seitenrotor (32) eine Drehgeschwindigkeit aufzwingbar ist, deren Wert im wesentlichen doppelt so groß ist wie der Wert der Drehgeschwindigkeit des Mittelrotors; b) es sind Drehbegrenzungseinrichtungen für den zweiten Seitenrotor vorgesehen, mit deren Hilfe eine Drehung des zweiten Seitenrotors in Rückwärtsrichtung über einen vorgegebenen Winkel bezogen auf einen Bezugswinkel (. 0° .) am Gehäuse (29) verhinderbar ist, so daß der erste Seitenrotor zu einer Drehgeschwindigkeit zwinghar ist, deren Wert im wesentlichen doppelt so groß ist wie der Wert der Drehgeschwindigkeit des Mittelrotors (41); c) es sind Drehbegrenzungseinrichtungen für den ersten Seitenrotor (31) vorgesehen, mit deren Hilfe eine Beschleunigung des ersten Seitenrotors (31) in Vorwärtsrichtung verhinderbar ist, während sich der zweite Seitenrotor (32) mit einer Drehgeschwindigkeit dreht, die im wesentlichen doppelt so groß ist wie die Drehgeschwindigkeit des Mittelrotors (41 ), und zwar solange, bis der Mittelrotor (41) eine vorgegebene Drehstellung bezüglich des Gehäuses erreicht; d) es sind DrebegrenzungseIr1richtungen für den zweiten Seitenrotor (32, vorgesehen, mit deren Hilfe eine Beschleunigung des zweiten Seitenrotors (32) verhinderbar ist, während sich der erste Rotor (31) mit einer Drehgeschwindigkeit dreht, die im wesentlichen doppelt so groß ist wie die Dre.geschwindigkeit des Mittelrotors (41), und znir solange, bis der Mittelrotor eine vorgegebene WInkel stellung bezüglich des Gehäuses erreicht, wobei die Drehbegrenzungseinrichtungen in Rückwärtsrichtung vorzugsweise eine Differentialgetriebeanordnung (36) aufweisen,mit deren Hilfe die Drehbewegungen des ersten Seitenrotors (31) und des zweiten Seitenrotors (32) addierbar sind, um eine Drehgeschwindigkeit der Welle (40) herbeizuführen, die gleich der durchschnittlichen Drehgeschwindigkeit des ersten Seitenrotors (31) und des zweiten Seitenrotors (32) ist.
16. 16. Maschine nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Programmiereinrichtungen für die Taktfolge mindestens eine Platte aufweisen, welche gemeinsam mit dem Mittelrotor (41) zu einer Drehbewegung antreibbar ist, und außerdem in geeigneten Abständen und mit geeigneter Lage angeordnete Öffnungen und Schlitze in den Rotoren (31,32,41) und/oder dem Gehäuse (29).
17. 17. Maschine nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z ei c hn e t, daß die Programmiereinrichtungen auf die Steuerung von Zweitaktzyklen vorprogrammierbar sind.
18. 18. Maschine nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die Programmiereinrichtungen auf Viertakt-Otto-Zyklen vorprogrammierbar sind.
19. 19. Maschine nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die Program.miereinrichgungen auf Viertakt-Diesel-Zyklen vorprogra..;mierbar sind.
20. 20. Maschine nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die Programmiereinrichtungen au "Leltakt-Zyklen mit mehr als vier Takten vorprogrammierbar sind.
21. 21. Maschine nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die Programmiereinrichtungen derart ausgebildet sind, daß mit ihrer Hilfe Taktfolgen programmierbar sind, während welcher Wärme aus dem Material der Maschine in ein ausnutzbares Drehmoment umsetzbar ist.
22. 22. Maschine nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die Programmiereinrichtungen derart ausgebildet sind, daß mit ihrer Hilfe Takte programmierbar sind, in deren Verlauf Wärme aus den Abgasen in ein ausnutzbares Drehmoment umsetzbar ist.
23. 23. Maschine nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die Programmiereinrichtungen derart ausgebildet sind, daß mit ihrer Hilfe Takte erzeugbar sind, in deren Verlauf Kraftstoff in einer (Verbrennungs-) Kammer zündbar ist, wobei die Expansion in mehr als einer Kammer stattfindet,um so einen höheren Wirkungsgrad und eine Verringerung der Entstehung von Schadstoffen, wie z.B. Stickoxyden,zu erreichen, und zwar infolgeäner Verkürzung der Zeiten,in denen stark erhöhte Temperaturen vorhanden sind.