DE3321270A1 - Drehkolbenmotor - Google Patents

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•10. Juni 1983

Patentan me !dung

unter Inanspruchnahme der inneren Priorität aus G 83 09 593.4 vom 31. März 1983

Anmelder:

Heinz Schneider Kaisersruhestraße 5102 Würselen

Titel:

Drehkolbenmotor

D rehko1benmotor

Die Erfindung betrifft einen Drehkolbenmotor mit einer Zündeinrichtung, mindestens einem konzentrisch zu einer Drehachse angeordneten Gehäuse mit Ein- und Auslaßkanal und mindestens einem konzentrisch zur Drehachse angeordneten Drehkolben welcher mitumlaufende Dichtbereiche zur Abdichtung gegen die Innenwand des Gehäuses aufweist. Hierbei können die mitumlaufenden Dichtbereiche auch als radial wirkende bewegliche Dichtelemente ausgebildet sein.

Drehkolbenmotoren der eingangs beschriebenen Art sind beispielsweise bekannt geworden durch die österreichische Patentschrift Nr. 247071. Der Aufbau dieses Motors ist jedoch relativ kompliziert. Es wird schwierig das Drehmoment des Drehkolbens abzunehmen. Bei dem genannten Motor wird außerdem die Kompressionskammer von zwei Lamellen begrenzt, so daß nach der erfolgten Zündung nur die Differenzfläche zwischen den beiden Lamellen als Fläche zur Beaufschlagung des Explosionsdruckes und damit zur Erzeugung des Drehmomentes herangezogen werden kann. Erfolgt die Zündung gar im Zeitpunkt der größten Kompression, so liegt eine Differenzdruckfläche überhaupt nicht vor, so daß der Motor zunächst über diesen Totpunkt hinaus gedreht werden muß, um nach erfolgter. Zündung überhaupt wirksam werden zu können. Dies aber bedeutet wegen der langsam anwachsenden Differenzfläche ein nur langsam anwachsendes Drehmoment. Dieser Drehmomentanstieg wird noch weiter dadurch verlangsamt, daß mit zunehmendem Drehwinkel ja auch der Verbrennungsdruck abnimmt wegen des größer werdenden Brennraumes.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,

einen Drehkolbenmotor vorzuschlagen, der einfach im Aufbau

und sicher in der Funktionsweise ist und ein besseres Drehmomentverhalten zeigt.

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Diese Aufgabe ist bei' einem Drehkolbenmotor der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß das Gehäuse in UmIaufrichtung stationäre Dichtbereiche zur Abgrenzung von Räumen unterschiedlicher Funktion aufweist und daß mindestens eine Vorkammer und Öffnungen zur Überleitung des komprimierten Mediums in den Verbrennungsraum vorgesehen sind. Der Drehkolben ist hierbei drehfest mit der Drehachse verbunden. Die beschriebene Konstruktion stellt einen sehr einfachen Aufbau dar, weil der Drehkolbon nun direkt auf der Drehachse sitzt und dort auch angeordnet sein kann, so daß daher das Drehmoment direkt und einfach abgenommen werden kann. Die stationären Dichtbereiche, die ja zusätzlich zu den Dichtbereichen des Drehkolbens vorgesehen sind, sorgen dafür, daß der Explosionsdruck nicht mehr gegen eine Differenzfläche von zwei Begrenzungseinheiten am Drehkolben selbst arbeiten muß, sondern daß ihm die jeweils volle Fläche am Drehkolben zur Verfügung steht, während die Reaktionskraft vom Gehäuse aufgenommen wird. Damit liegt sofort nach der Zündung das größtmögliche Drehmoment an. Dies ist einfach erreicht worden durch die Trennung von Ansaug- und Kompressionsraum einerseits und Auschieb- und Expansionsraum andererseits mittels der beschriebenen Dichtungsanordnung. Diese Trennung ist möglich, weil das im Kompres-sionsraum komprimierte Medium über zusätzliche Kanäle ih den Expansionsraum geleitet wird. Wird nun noch zusätzlich dafür gesorgt, daß in den Kanälen zu keiner Zeit komprimiertes Medium zurückströmen kann, so kann die Verbrennung bei Bedarf bereits in diesen Kanälen einsetzen.

Nach einer alternativen Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist insbesondere für solche Drehkolbenmotoren bei denen der Drehkolben mindestens radial wirkende und bewegliche Dichtelemente aufweist, vorgeschlagen, daß die Dichtelemente im Drehkolben an vier in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordneten Dichtbereichen vorgesehen sind, wobei im Drehkolben zwischen den Dichtbe-

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reichen je eine radial nach außen offene Brennkammer mit jeweils etwa an den Dichtbereichen austretenden Brennkanälen vorgesehen ist und wobei das Gehäuse in Umfangsrichtung in vier jeweils den Abstand zwischen zwei benachbarten Dichtbereichen umfassenden Zonen unterteilt ist, von denen eine erste Zone zwischen dem Ein- und Auslaßkanal und eine dieser diametral gegenüberliegende zweite Zone dichtend am Umfang des Drehkolbens anliegt, während eine dritte und eine dieser diametral gegenüberliegende vierte Zone einen radialen Abstand zum Drehkolben bildet, wobei die dritte Zone in Drehrichtung am Anfang mit dem Einlaßkanal und die vierte Zone in Drehrichtung am Ende mit dem Auslaßkanal verbunden ist und wobei im Bereich der zweiten Zone die Zündeinrichtung vorgesehen ist. Auch mit einer solchen Konstruktion wird die der irfindung zugrunde liegende Aufgabe komplett gelöst. Vorkammern können bei dieser Konstruktion vermieden werden.

in einer Ausgestaltung der Erfindung nach der ersten Alternative ist vorgesehen, daß die Vorkammer gleichzeitig als Verbindung ausgebildet ist, die den Verbrennungsraum mit den Einrichtungen zur Lieferung des komprimierten Mediums verbindet. Hierdurch wird der Bauaufwand vereinfacht» weil in vielen Fällen bereits die einfache Verbindungsleitung ala Vorkammer ausreichend groß ist.

Eine andere Ausgestaltung wiederum sieht vor, daß die Vorkammer im entsprechend hohl ausgebildeten Drehkolben vorgesehen ist, wobei die Vorkammer über eine Schlitzsteuerung mit dem Verbrennungsraum einerseits und mit einem Kompressionsraum andererseits verbunden ist. Hierdurch wird auch bei größeren Motoren eine ausreichend große Vorkammer bereitgestellt, wobei gleichzeitig durch die Anordnung der Vorkammer im Drehkolben der Drehkolben durch das einströmende und noch kühle Medium gekühlt wird. Auch durch diese Maßnahme wird ein zusätzliches, alt» Vorkammer wirkendes Bauteil vermieden.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung wiederum sieht vor, daß die Dichtbereiche einerseits als radial bewegliche Dichtelemente und andererseits als nockenformige Dichtbereiche mit einer Dichtzone ausgebildet sind. Durch diese Gestaltung ist es problemlos möglich, daß die stationären und die umlaufenden Dichtbereiche einander nicht behindern, sondern ohne weiteres übereinander gleiten können.

Eine ergänzende Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die radial beweglichen Dichtelemente im Drehkolben und die nockenförmigen Dichtbereiche im Gehäuse angeordnet sind. Hierdurch wird für den Drehkolben die aus dem Flügelzellenpumpenbau bereits - bekannte Konstruktion anwendbar und es wird außerdem auch der Bau des Gehäuses problemlos beherrschbar.

Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung wiederum sieht vor, daß die radial beweglichen Dichtelemente im Gehäuse und die nockenförmigen Dichtbereiche am Drehkolben ausgebildet sind. Diese Umkehrung ist besonders günstig, wenn der Motor bereits mit komprimiertem Medium beliefert wird.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung wiederum sieht vor, daß sich jeweils diametral gegenüberliegend mindestens zwei radial bewegliche Dichtelemente und mindestens zwei nockenförmige Dichtbereiche angeordnet sind, zwei solcher Einrichtungen drehfest auf die gleiche Drehachse wirken und die eine als Verdichter und die andere als Motor arbeitet. Hierdurch wird es sehr einfach möglich, den Heißbereich und den Kaltbereich der gesamten Maschine mechanisch voneinander getrennt zu halten. Außerdem wird eine vereinfachte Motorenkonstruktj on ermöglicht, weil der Motor nun bereits mit komprimiertem Medium beliefert wird.

Wiederum eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Gehäuse in Umlaufrichtung eng benachbart und paarweise angeordnete Ein- und Auslaßöffnungen aufweist, die über ein am Drehkolben abdichtendes Dichtelement voneinander getrennt sind. Hierdurch kann das jeweilige Kammervolumen maximiert oder die gewünschte Baugröße minimiert werden.

Weiterhin ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Drehkolben über drei gleichmäßig verteilt angeordnete Dichtelemente gegen die Innenwand des Gehäuses abdichtet und daß in UmIaufrichtung der Ansaugöffnung ein Einlaßbereich, ein stationärer Dichtbereich, ein Auslaßbereich, eine Auslaßöffnung und ein stationärer Dichtbereich folgt- Dies.e Anordnung ermöglicht eine problemlose Zusammenfassung von Heißbereich und Kaltbereich des Motors und schafft bei kleinstem baulichem Aufwand eine betriebssichere und leistungsstarke Einheit.

Wiederum eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Drehkolben sechs Dichtelemente in der beschriebenen Anordnung aufweist und daß sich die im vorangegangenen beschriebenen Bereiche des Gehäuses in Drehrichtung in
der beschriebenen Aufeinanderfolge einmal wiederholen. In einer solchen Anordnung ist bei nur unwesentlich vergrößertem Bauaufwand die doppelte .Zündfolge und damit eine entsprechende Drehmomentsteigerung möglich. Diese Anordnung ermöglicht zusätzlich, daß die Zündzonen sich einander diametral gegenüberliegend angeordnet werden können, so daß die Explosionskräfte auf beiden Seiten des Drehkolbens sich gegenseitig aufheben (dies gilt dann auch für die Kompressionskräfte) und somit der Drehkolberi vor» unangenehmen Radialbelastungen befreit wird.

Kine weiter ergänzende Ausgestaltung der Erfindung sieht noch vor, daß die Anzahl der Dichtelemente des Drehkolbens vervielfacht ist, wobei die vorbeschriebenen Bereiche

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des Gehäuses in der beschriebenen Aufeinanderfolge ebenfalls um den Faktor der Vervielfachung vervielfacht sind. Hierdurch wird es möglich eine nahezu beliebig große Anzahl von Explosionsfolgen in einem Motor unterzubringen. Der Drehkolben kann mit großem Durchmesser gestaltet werden, so daß für die Verteilung ein großer Umfang zur Verfügung steht. Gleichzeitig wird durch den großen Durchmesser des Drehkolbens ein besonders günstiges Drehmomentverhalten erreicht und es kann alternativ sogar der Verbrennungsdruck abgesenkt und damit die Belastung der Dichtbereiche verringert werden. Dies erleichtert das Problem der Abdichtung.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß Einlaß- und Auslaßkanal an den Stirnseiten des Gehäuses vorgesehen sind. Hierdurch wird der Zugang zu den Kompressions- und Expansionsräumen vereinfacht.

Wiederum eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Räume durch Dichtbereiche des Gehäuses voneinander getrennt sind. Hierdurch wird ein besonders einfacher Aufbau der gesamten Einrichtung ermöglicht.

Eine andere Ausgestaltung der Eirfindung sieht vor, daß die Innenwand des Gehäuses einen kreiszylindrischen Querschnitt aufweist und über im Gehäuse radial bewegliche Dichtelemente gegen die umlaufende Umfangsflache des Drehkolbens abgedichtet ist, wohei der Drehkolben in Umfangsrichtung nockenförmige Dichtbereiche zur Abdichtung gegen die kreiszylindrische Innenwand des Gehäuses aufweist. Die kreiszylindrische Gestaltung des Gehäuses ist besonders einfach herzustellen. Die verschiedenen Räume werden hierbei von der Form des Drehkolbens gebildet, der wegen der gleichmäßigen Verteilung dieser Räume genau wuchtig

umlaufen kann und außerdem einfach bearbeitbar ist.

Ebenfalls ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung noch vorgesehen, daß die nockenförmigen Dichtelemente als Dichtzone mindestens radial gerichtete Durchbrüche aufweisen zur Versorgung mindestens des Spaltes zwischen Innenwand des Gehäuses und der nächstgelegenen Gegenfläche des Drehkolbens mit komprimiertem Medium. Hierdurch kann eine berührungslose Abdichtung von ausreichender Qualität erreicht werden.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht bei einem Drehkolbenmotor mit einer Zündeinrichtung, mindestens einem konzentrisch zu einer Drehachse angeordneten Gehäuse mit mindestens Ein- und Auslaßkanal und mindestens einem konzentrisch zur Drehachse angeordneten Drehkolben mit radial sich erstreckenden Dichtbereichen zur Abdichtung gegen die Gehäuse innenwand noch vor, daß die Dichtbereiche zahnförmig mit abwälzfähigen Flanken ausgebildet sind, wobei jeder zahnförmige Dichtbereich mit einer entsprechenden Zahnlücke von drehbar gelagerten Dichtwalzen zur Unterteilung des Gehäuseinnenraumes in Einlaß- und Kompressionsbereich sowie in Expansions- und Auslaßbereich zusammenarbeitet. Auf diese Art und Weise können radial bewegliche Dichtelemente vermieden werden. Damit sind auch vermieden die Reibung dieser Dichtelemente auf dem Umfang des Drehkolbens einerseits und die Reibung der Dichtelemente in ihren Führungen bei ihrer radialen Bewegung. Die stattdessen verwendeten Dichtwalzen sind in ihrem konstruktiven Aufbau und in ihrem Antrieb leicht beherrschbar und leicht herstellbar, wobei die Dichtwalzen mit relativ großem Druck auf die entsprechende Umfangsf lache des Drehkolbens zur Erzeugung der notwendigen Dichtigkeit angepreßt werden können. Hierdurch tritt nur ein geringer Verlust ein, weil ja beide Körper aufeinander abwälzen. Wenn dann während der Rotationsbewegung des Drehkolbens der Dichtzahn des Drehkolbens, der an seiner Stirnseite gegen die Gehäuseinnenwand abdichtet, in den Bereich

der Dichtwalze kommt, dann tritt er dort in eine entsprechend vorgesehene Zahnlücke ein. Zahnlücke und Dichtzahn können beispielsweise in Form einer Evolventenverzahnung ausgebildet sein, so daß die Zahnflanken von Zahnlücke und Zahn eine möglichts weitgehende Abwälzbewegung aufeinander durchführen, damit auch hier nach Möglichkeit Gleitreibung mit all ihren Nachteilen vermieden werden kann.

Nach einer ergänzenden Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Dichtwalzen mit konstanter Übersetzung zum Drehkolben angetrieben werden, wobei die Übersetzung so ausgelegt ist, daß jeweils ein ankommender Zahn mit einer ankommenden Zahnlücke zusammenarbeiten kann. Eine solche Kopplung des Drehkolbens mit den Dichtwalzen, beispielsweise über miteinander kämmende Stirnräder, sorgt dafür, daß mit Sicherheit -also auch bei unüblichen Motorenbeiastungen- der Dichtzahn immer auf eine entsprechende Zahnlücke stößt, so daß eJine Zerstörung durch Phasenverschiebung der beiden zueinander gehörenden Teile vermieden wird. Der hierfür zu betreibende Bauaufwand ist nicht größer als der Bauaufwand bei herkömmlichen Motoren für den Antrieb der Nockenwelle zur Steuerung der Ventile.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht noch vor, daß jede Vorkammer über ein Rückschlagventil wegen Rückströmung in den Kompressionsraum gesperrt ist. Hierdurch können einerseits unerwünschte Verluste und andererseits unerwünschte Schwingungen der Gassäule vermieden werden.

Schließlich ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung noch vorgesehen, daß' jeder Verbrennungsraum bezw. der Expansions- und Auslaßbereich über ein Rückschlagventil gegen Rückströmung in die Vorkammer gesperrt ist. Es ergibt dies eine zusätzliche Sicherung die unabhängig von dem Verschleiß- oder Dichtzustand evtl. Schlitzsteuerungen ein Rückschlagen der Explosionsflamme in die Vorkammer verhindert.

üie Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnungen, die AusfUhrungsbeispiele zeigen, näher beschrieben werden. Es zeigen:

Figur 1 Schnitt durch einen Motor senkrecht zur Drehachse

Figur 2 Ansicht in Richtung des Pfeils A nach Figur 1

Figur 3 Seitenansicht einer Einrichtung mit getrennt angeordnetem Motor und Verdichter

Figur 4 Schnitt A-A nach Figur 3 Figur 5 Schnitt B-B nach Figur 3

Figur 6 Seitenansicht einer Einrichtung mit getrennt angeordnetem Motor und Verdichter

Figur 7 Schnitt C-C nach Figur 6 Figur 8 Schnitt D-D nach Figur 6

Figur 9 Seitenansicht eines Motors mit senkrecht stehender Drehachse

Figur 10 Schnitt E-E nach Figur 9

Figur 11 Viertelschnitt in Ausbruchdarstellung in Ansicht nach Pfeil F nach Figur

Figur 12 Querschnitt durch eine Bauvariante

Figur 13 Querschnitt durch eine Bauvariante Figur 14 Teilschnitt G-G nach Fig. Figur 15 Teilschnitt H-H nach Fig.

Figur 16 Drehkolbenmotor in einem Schnittverlauf wie Figur 13.jedoch mit Dichtwalzen als Abdichtung

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Die Bauart eines Motors nach Figur 1 stellt eine Alternativlösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe dar. Auf einer Drehachse 10 ist drehfest mit dieser verbunden ein im Querschnitt kreiszylindrischer Drehkolben 60 angeordnet. Der Drehkolben 60 weist in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt als Schlitze ausgebildete Dichtbereiche 56, 57, 58 und 59 auf. In den genannten Dichtbereichen sind radial beweglich Dichtelemente 52 bis 55 angeordnet. Diese genannten Dichtelemente wiederum können aus einzeln gegeneinander verschiebbaren Elementen bestehen, die außerdem in axialer Richtung spreizbar sind, wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Die genannte Bauweise dient der besseren Abdichtung. Die genannten Dichtelemente können bei langsamer Drehzahl des Di'ehkolbens 60 unter einer auf geeignete Weise, beispielsweise von einem komprimierten Medium, erzeugten Vorlast stehen, wodurch die genannten Dichtelemente radial nach außen gedrückt werden. Bei hoher Drehzahl ist hierfür die auftretende Fliehkraft ausreichend.

Jeweils zwischen den Dichtbereichen 56 bis 59 ist eine Brennkammer 68 angeordnet, die radial nach außen offen ist, wobei in jede dieser Brennkammern zwei Brennkanäle 72 bis 79 einmünden deren Ausgänge jeweils in unmittelbarer Nähe eines zugeordneten Dichtbereiches 56 bis 59 liegen.

Der Drehkolben 60 ist umgeben von einem Gehäuse 16, welches einen etwa tangential gerichteten Einlaßkanal 24 und einen ebenfalls etwa tangential gerichLeten Auslaßkanal 43 aufweist. Der innere Abstand zwischen beiden Kanälen in Umfangsrichtung des Drehkolbens 60 ist c?twa so groß wie der Abstand zwischen zwei benachbarten D ich tbe ro icher», im Ausführungsbeispiel in der dargestellten Drehlage zwischen den Dichtbereichen 56 und "59. In diesem Bereich weist außerdem das Gehäuse 16 einen kleinstmöglichen Spalt zum Drehkolben 60 auf.

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Dem genannten Bereich zwischen Einlaßkanal 24 und Auslaßkanal 43 diametral gegenüberliegend ist eine Zone von gleicher Umfangsabmessung im Gehäuse 16 vorgesehen, die ebenfalls möglichst eng am Drehkolben 60, also möglichst dichtend, anliegt. Etwa in der Mitte dieses Bereiches ist eine Zündeinrichtung 1 vorgesehen, die mit einer üblichen Zündkerze ausgerüstet sein kann.

Zu den beiden beschriebenen , eng anliegenden Bereichen um 90° verdreht, weist das Gehäuse 16 sich jeweils diametral gegenüberliegend einerseits einen Einlaßbereich 36 und andererseits einen Auslaßbereich 51 auf. Diese Bereiche des Gehäuses 16 weisen einen veränderlichen Abstand zur UmfangsfLache des Drehkolbens 60 auf, so daß zwischen der Gehäuseinnenwand und der Umfangsfläche des Drehkolbens im Querschnitt sichelförmige Kammern entstehen.

Der Motor in der Ausführungsform nach Figur 1 arbeitet wie folgt. Bei der Beschreibung der Funktionsweise soll von einer Drehstellung ausgegangen werden wie sie in Figur 1 dargestellt ist.

Wird der Motor, ausgehend von der genannten Drehlage, weitergedreht in Richtung des Pfeiles 155, so tritt das Dichtelement 52, da es ja an der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 16 anliegen bleibt, in den Einlaßbereich 36 ein, so daß hierdurch beispielsweise ein Brennstoffluftgemisch durch den Einlaßkanal 24 angesaugt wird. Ist eine solche Drehung um 90° durchgeführt, dann ist der Einlaßbereich 36 mit einem Brennstoffluftgemisch gefüllt und wird dann von den Dichtelementen 52 und 53 eingeschlossen. Bei einer weiteren Drehung wird jetzt vom Dichtbereich 52 der Einlaßbereich 36 verengt, .so daß das in diesem Bereich vorhandene Brennstoffluftgemisch sich in der Brennkammer 71 sammelt und dort komprimiert wird. Bei höchster Kompression ist dann eine Situation erreicht, wie sio von den Dichte lementen 53 und 54 eingeschlossen

wird. Die Brennkammer 71, die dann zur Brennkammer 68 geworden ist, steht unterhalb der Zündeinrichtung 1 und es kann nun die Zündung erfolgen. Soweit der nach der Zündung entstehende Explosionsdruck in den Brennkanal 73 ausweicht, kann hierdurch keine falsche Kraft auf den Drehkolben 60 ausgeübt werden, weil keine entsprechende Angriffsfläche vorliegt. Das Dichtelement 53 ist radial vollständig im Drehkoiben 60 verschwunden. Gleiches gilt zunächst für den Teil des Explosionsdruckes, der sich in den Brennkanal 72 fortpflanzt. Allerdings entsteht dort sofort mit der kleinsten weiteren Drehung des Drehkolbens 60 eine entsprechende Angriffsfläche am Dichtelement 54, die sich sehr rasch vergrößert durch das Hineinwandern des Dichtelementes 54 während der weiteren Drehung des Drehkolbens 60 in den Auslaßbereich 51. Eine weitere Drehung um 90° ergibt dann eine Situation wie sie von den Dichtelementen 54. und 55 eingeschlossen wird. Der Explosionsdruck ist nun vollständig entspannt und der Auslaßkanal 43 ist gerade vom Dichtelement 55 geöffnet. Bei einer weiteren Umdrehung um 90° wird das verbrannte Brennstoffluftgemisch von dem Dichtelement 54 komplett ausgeschoben in den Auslaßkanal 43. Hierbei können ggfls. Restbestände durch den entgegengesetzt zur Drehrichtung gerichteten Brennkanal, also nach Figur 1 beispielsweise durch den Brennkanal 76, ausgetrieben werden solange, bis eine Situation erreicht ist, wie sie von den Dichtelementen 55 und 52 eingeschlossen wird. Eine weitere Drehung um 90° macht den zuletzt beschriebenen Bereich wieder zum ansaugenden Bereich.

Aus dem Aufbau der Einrichtung ist zu erkennen, daß jedesmal nach einer 90° Drehung eine Zündung erfolgen kann. Bei einer einzigen Umdrehung des Drehkolbens werden also

vier Zündungen erreicht. Gleichzeitig wird zuverlässig ein Rückschlagen des Motors verhindert und es wird immer

erreicht, daß die Reaktionskraft aus dem Explosionsdruck immer vollständig vom Gehäuse aufgenommen wird. Eine Gleichgewichtssituation die den Drehkolben nach erfolgter Zündung stoppen könnte, ist nicht möglich. Dies ist besonders für den Anlauf des Motors wichtig.

In den Figuren 9 bis 11 ist ein ähnlicher Motor dargestellt. Auf einer Drehachse 13 ist ein Drehkolben 63 von kreiszylindrischem Querschnitt drehfest angeordnet. Der Drehkolben 63 weist in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt drei radial bewegliche Dichtelemente 122, 123 und 124 auf. Der Drehkolben 63 ist von einem Gehäuse umgeben in dessen Seitenwänden die radial beweglichen Dichtelemente 122, 123 und 124 beispielsweise über eine Kulisse 156 geführt sind. Das Gehäuse 19 bildet um den Drehkölben 63 zwei unterschiedliche Kammern, nämlich den Einlaßbereich 39 und den Auslaßbereich 48. Die beiden genannten Kammern ijind einerseits durch einen in Umfangsrichtung sich weit erstreckenden stationären Dichtbereich 89 und einen weiteren sich in Umfangsrichtung nur sehr kurz erstreckenden stationären Dichtbereich 88 gegeneinander am Drehkolben 63 abgedichtet und damit voneinander getrennt. Unmittelbar 1 inks und rechts neben dem stationären Dichtbereich 88 ist einerseits mit dem Auslaßbereich 48 verbunden eine Auslaßöffnung 151 und andererseits mit dem Einlaßbereich 39 verbunden eine Ansaugöffnung 29· vorgesehen. Weiterhin sind im Ausführungsbeispiel auf der Außenseite als Vorkammern 101 und 102 wirkende Verbindungsleitungen vorgesehen, die dar, Ende des Einlaßbereiches 39 mit dem Anfang des Auslaßbereich 48 miteinander verbinden. Hierbei mündet der Anfang 158 jeder Vorkammer 101 und 102 jeweils von der Stirnseite des Motors her direkt in den Einlaßbereich 39. Das Ende 159 der beiden Vorkammern 101 uns 102 liegt im Bereich des Anfangs des Auslaßbereichs 48, mündet jedoch jeweils stirnseitig so, daß das genannte Ende

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159 vom Korpus des Drehkolbens 63 überdeckt und damit abgesperrt wird.

In Drehrichtung des Pfeils 157 jeweils hinter den radial beweglichen Dichtelementen 122, 123 und I?A eingeordnet, sind auf beiden Stirnseiten des Drehkolberus 63 Überströmöffnungen 29 vorgesehen.

Dreht nun der Drehkolben in Richtung des Pfeiles 157, so ist zu ersehen, daß beispielsweise das radial bewegliche Dichtelement 124 aus dem stationären Dichtbereich 88 kommend in die in Figur 10 dargestellte Position dreht. Hierdurch kann ein Brennstoffluftgemisch nach bekannten physikalischen Gesetzen durch die Ansaugöffnung 29* in den Einlaßbereich 39 hineingesaugt werden.

Ebenso hat aber auch vorher das radial· bewegliehe Dichtelement 122 für eine Ansaugung gesorgt, so daß zwischen den Dichtelementen 122 und 124 ein Brennstoffluftgemisch im Einlaßbereich 39 eingeschlossen war. Während des Weiterdrehens des Drehkolbens 63 in Richtung des Pfeiles 157 ist hierbei das radiale Dichtelement 122 in den stationären Dichtbereich 89 hineingewandert, so daß die von den radial beweglichen Dichtelementen 122 und 124 eingeschlossene Kammer mit fortschreitender Drehung immer kleiner wurde. Hierdurch wurde das angesaugte Brennstoffluftgemisch komprimiert und in die als Vorkammern 101 und 102 wirkenden Verbindungsleitungen hineingepreßt. Ein Abströmen aus diesen Leitungen ist nicht möglich, weil der Drehkolben 63 selbst die Enden 159 dieser Vorkammern verschlossen hält. Erst im Verlauf einer weiteren Drehung, wenn das radial bewegliche Dichtelement 122 in den Auslaßbereich 48 eintritt, wird das Ende 159 von der als Anschrägung ausgebildeten Überströ'möffnung 29 überdeckt und damit freigegeben. Das innerhalb der Vorkammern 101 und 102 hochkomprimierte Medium kann nun in den Anfang des Auslaßbereichs 48 eintreten. Hierbei wird der von dem komprimierten

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Medium auszufüllende Raum von dem radial beweglichen Dichtelement 122 begrenzt und hierdurch ein Verbrennungsraum 107 gebildet. In diesen Verbrennungsraum 107 strömt über die Überströmöffnung 29 wie beschrieben das komprimierte Medium ein. Sobald im Verlauf der weiteren Drehung des Drehkolbens 63 das radial bewegliche Dichtelement 122 den Bereich der Zündeinrichtung 6 passiert hat, ist auch der gesamte Bereich der Überströmöffnung 29 unter dem Austrittsende 159 hinweggewandert, so daß das Austrittsende 159 vom Drehkolben 63 wieder verschlossen wird. Zu diesem Zeitpunkt kann die Zündung erfolgen. Ein Rückschlag der Flamme im Verbrennungsraum 107 in die Vorkammern 101 oder 102 wird sicher verhindert, weil ja der Drehkolben 63 die entsprechenden Öffnungen 159 verschließt.

Der nach der Zündung entstehende Explosionsdruck stützt sich einerseits am Gehäuse 19 und andererseits an der nunmehr vollen Fläche des radial beweglichen Dichtelementes 122 ab und bewirkt so die gewünschte Drehbewegung in Richtung des Pfeiles 157.

Aus dem vorangegangenen Zündvorgang befinden sich nun auf der anderen Seite des radial beweglichen Dichtelementes 122 verbrannte und expandierte Gase, die von den radial beweglichen Dichtelementen 122 und 123 in der in Figur 10 dargestellten Position des Drehkolbens 63 eingeschlossen sind. Eine geringfügige Weiterdrehung des Drehkolbens 63 in Richtung des Pfeiles 157 über die in Figur 10 dargestellte Position hinaus sorgt dafür, daß dann das radial bewegliche Dichtelement 123 die Auslaßöffnung 151 öffnet, so daß die verbrannten Gase abströmen können und im Zuge der Weiterdrehung von dem radial beweglichen Dichtelement 122 ausgeschoben werden. Es ist aber durchaus denkbar, wenn auch nicht funktionsnotwendig, den Beginn der Auslaßöffnung 151 bereits in den Bereich der Begrenzungslinie IbO, die hierzu gestrichelt angedeutet ist, zu legen,

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so daß im Bereich dieser Begrenzungslinie 160 bereits der notwendige Auslaßquerschnitt geöffnet ist. Hierdurch kann verhindert werden, daß aufgrund der in diesem Bereich kleiner werdenden Fläche des radial beweglichen Dichtelementes 123 eine unerwünschte Rückwirkung dos restlichen Expansionsdruckes auf das radial bewegliche Dichtelement 122 eintritt, welche ja.drehmomentmindernd wäre.

Die Bauart des beschriebenen Motors ermöglicht bei einfachster Gestaltung drei Zündungen während einer Umdrehung und vermeidet alle unwuchtig umlaufenden Massen. Es steht nach der Zündung sofort das größtmögliche Drehmoment zur Verfügung, wobei sich die Reaktionskraft immer und vollständig am Motorgehäuse abstützt. Eine Gleichgewichtssituation, die den Lauf des Motors stören würde durch gleichgroße Flächen der radial beweglichen Dichtelemente, kann nicht entstehen.

Figur 12 zeigt einen Motor , dessen Funktionsprinzip mit dem Motor nach den Figuren 9 bis 11 identisch ist, dessen Funktionsfolge in Umfangsrichtung jedoch verdoppelt ist. Bei dem Motor nach Figur 12 ist drehfest auf einer Drehachse 14 ein Drehkolben 62 angeordnet, der in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sechs radial bewegliche Dichtelemente 125 bis 130 aufweist. Der solcherart gestaltete Drehkolben 62 ist in einem Gehäuse 20 angeordnet, welches in Umfangsrichtung und in Drehrichtung des Pfeiles 161 einen schmalen stationären Dichtbereich 90 aufweist, der gefolgt wird von einer Ansaugöffnung 30', einem Einlaßbereich 41, einem breiteren stationären Dichtbereich 91, einem Auslaßbereich 49 und einer Auslaßöffnung 153. Die beschriebene Folge wiederholt sich jetzt noch einmal mit dem sich an die Auslaßöffnung 153 in Drehrichtung des Pfeiles 161 anschließenden schmaleren stationären Dichtbereich 92, dem Einlaßbereich 40, dem breiteren stationären Dicht-

bereich 93, dem Auslaßbereich 50 und der Auslaßöffnung 152,der dann wieder der schmalere stationäre Dichtbereich 90 folgt. Auch bei der Anordnung nach Figur 12 ist jeweils zwischen dem Einlaßbereich 41 und dem Auslaßbereich

49 bzw. zwischen dem Einlaßbereich 40 und dem Auslaßbereich

50 eine als Vorkammer 103 bzw. 104 ausgebildete Verbindung vorgesehen, deren Auslaßöffnung zum Auslaßbereich 49 bzw. 50 vom Drehkolben 62 verschlossen und in der dargestellten Drehstellung kurz vorher von den Überströmöffnungen 30 bzw. 31, die in der bereits zu Figur 9 bis 11 beschriebenen Weise am Drehkolben 62 angeordnet sind, geöffnet wurde.

In der in Figur 12 dargestellten Drehstellung befindet sich komprimiertes Brennstoffluftgemisch in den Brennkammern 108 und 109 und es kann nunmehr über die Zündeinrichtungen 7 und 8 die Zündung erfolgen. Der weitere Arbeitsablauf ist wie bereits zu Figur 9 bis Figur 11 beschrieben. Der Motor nach Figur 12 hat jedoch über das bisher beschriebene hinaus den Vorteil, daß eine noch größere Anzahl Zündungen während einer Umdrehung erfolgen kann, wodurch das Drehmomeritverhal ten und die Lauf ruhe des Motors verbessert wird oder bei Bedarf der Arbeitsdruck abgesenkt werden kann, wodurch die Dichtprobleme einfacher zu bewältigen sind. Aufgrund der beschriebenen Anordnung liegen die Verbrennungsräume 108 und 109 exakt diametral gegenüber, so daß das Biegemoment, das aus dem Verbrennungsdruck herrührt und auf den Drehkolben 62 wirkt, sich gegenseitig aufhebt. Der Drehkolben 62 ist damit frei von Radiallasten, so daß die Drehachse 14 ausschließlich ein Drehmoment übertragen muß. Gleichzeitig sorgt natürlich diese ausbalancierte Anordnung für einen außergewöhnlich ruhigen Lauf der, Motors.

Figur IP zeigt also einen Motor nach den Figuren 9 bis 11 dessen Funktionseinheiten am Umfang des Gehäuses lediglich

verdoppelt wurden, wodurch der zusätzliche Vorteil der radialen Entlastung erreicht wurde. Eine solche Anordnung ist aber nicht auf eine Verdoppelung beschränkt, sondern kann im Prinzip beliebig oft hintereinander wiederholt werden. Hierdurch ist es beispielsweise vorLei1 hafterweise möglich, einen im Durchmesser sehr großen Drehkolben zu gestalten, wodurch es möglich wird, als Motor einen ausgesprochenen Langsamläufer mit hohem Drehmoment zu bauen. Bei einer Vervielfachung in der beschriebenen Art können ununterbrochen Zündfolgen reihum laufen, wodurch die Schwankung des Drehmomentes minimiert werden kann. Es gelingt hierdurch einen Verbrennungsmotor zu gestalten, der trotz langsamer Drehzahl und hohem Drehmoment außergewöhnlich ruhig läuft und keinerlei Schwungmassen benötigt um Drehmomentschwankungen auszugleichen. Ks kann sogar gelingen Gehäuse und Drehkolben in Abwicklung zu gestalten -also im Prinzip einen Motor mit unendlichem Drehkolbendurchmesser zu bauen- so daß aus dem HoLaL i onsmotor sogar ein Linearmotor gemacht werden kann.

In den Figuren 6 bis 8 ist ein erfindungsgemäßer Motor in abgewandelter Bauart dargestellt. Bei der Ausführungsform nach den Figuren 6 bis 8 ist Motorteil und Verdichterteil voneinander getrennt. Figur 6 zeigt die entsprechende Seitenansicht, bei der ein Verdichter 139 zusammen mit einem Motor 141 auf dieselbe Drehachse 12 wirkt, wobei jedoch die jeweiligen Gehäuse 18 und 23 voneinander getrennt sind.

Der Motorteil ist als Querschnitt dargestellt in Figur 7. Auf der Drehachse 12 ist ein Drehkolben 64 drehfest angeordnet, welcher an sich diametral gegenüberliegenden Seiten radial bewegliche Dichtelemente 118 und 119 aufweist. Der Drehkolben 64 mit den erwähnten radial beweglichen Dichtelementen ist angeordnet in einem Gehäuse 18, welches an zwei diametral sich gegenüberliegenden Stellen innen jeweils einen stationären Dichtbereich' 86 und 87 aufweist, der gegen den Drehkolben 64 abdichtet. Hierdurch werden

zwei als Auslaßbereich 46 und 47 zu bezeichnende Kammern voneinander getrennt im Innern des Gehäuses 18.

In der in Figur 7 dargestellten Drehlage schließt der stationäre Dichtbereich 86 mit dem radial. beweglichen D ichtelernent 119 einen Verbrennungsraum 105 ein. Auf der geigenübe rl legenden Seite schließt der stationäre Dichtbereich 87 zusammen mit dem radial beweglichen Dichtelemerit 118 einen Verbrennungsraum 106 ein. Beide Verbrennungsräume sind ausgestattet mit einer Zündeinrichtung 4 bzw. b. Auf der anderen Seite des jeweiligen stationären Dichtbereiches 86 bzw. 87. dem Brennraum 105 bzw. 106 abgewandt, weist das Gehäuse 18 eine Auslaßöffnung 147 bzw. 148 auf.

Um den Verbrennungsraum 105 bzw. 106 mit Brennstoffluftgemisch zu versorgen, ist an mindestens einer Stirnseite des Motors zu jeder genannten Brennkammer eine als Vorkammer 99 bzw. 100 ausgebildete Verbindungsleitung vorgesehen, deren Eingangsöffnung in der bisher bereits beschriebenen Weise vom Drehkolben 64 verschlossen wird. Der Drehkolben 64 weist in der ebenfalls bereits beschriebenen Anordnung Überströmöffnungen 27 und 28 auf, die die Vorkammern 99 und 100 öffnen und in der in Figur 7 dargestellten ürehlage gerade wieder geschlossen haben. Nun kann über die Zündeinrichtungen 4 und 5 die Zündung erfolgen, wodurch der Drehkolben 64 aufgrund des entstehenden Explosionsdruckes in Richtung des Pfeiljes 3 62 gedreht wird. Die aus dem vorangegangenen Arbeitstakt auf der anderen Seite der radial beweglichen Dichte lernen te 118 bzw. 119 in den Auslaßbereichen 46 und 47 noch vorhandenen verbrannten Gase worden durch diese Drehung durch die Auslaßöffnungen 147 und 148 restlos ausgeschoben. Danach passieren dann die genannten radial beweglichen Dichtelernente den jeweiligen stationären Dichtbereich 86 bzw. 87, bilden dann auf der anderen Seite wieder den Verbrennungsraum 105 bzw.

O O L I Z- / U

106,der über die Überströmöffnungen 27 bzw. 28 mit komprimiertem Medium gefüllt wird. Auch bei dieser beschriebenen Motorkonstruktion ist .der Drehkolben 64 frei von Biegebelastungen, weil der Drehkolben 64 radial immer nur symmetrisch belastet wird.

Ein weiteres Gehäuse 23, das ganz ähnlich aufgebaut ist wie das bereits beschriebene Gehäuse 18, ist auf der gleichen Drehachse 12 angeordnet und beinhaltet einen Drehkolben 65, der drehfest mit der Drehachse 12 verbunden ist und in sich diametral gegenüberliegender Anordnung radial bewegliche Dichtelemente 120 und 121 aufweist.
Es ist dies der Verdichter 139. Der Verdichter 139 wird durch die Antriebsleistung des Motors 141 in Richtung des Pfeiles 162 drehend angetrieben. Hierdurch ist das radial bewegliche Dichtelement 121 und l?0 in die in figur 8 dargestellte Drehlage gewandert und hat dabei über die Ansaugöffnungen 28' und 27· Brennstoffluftgemisch angesaugt, so daß der Einlaßbere ich 38 und 38· in der in Figur 8 dargestellten Anordnung mit einem frischen Brennstoffluftgemisch gefüllt ist. Wird nun die Drehung weiter fortgesetzt, so wandert das radial bewegliche Dichtelement 122 und 121 über den jeweils davor liegenden stationären Dichtbereich 8b bzw. 84 und weiter über die Ansaugöffnungen 28' und 27* hinweg, so daß dann jeweils abgeschlossene Einlaßbereiche 38 bzw. 38" entstehen, die einerseits von den radial beweglichen Dichtelementen und andererseits von den stationären Dichtbereichen abgeschlossen werden. Eine weitere Drehbewegung sorgt für eine Kompression und damit ein Hineinpressen des Treibstoffluftgemisches durch die Auslaßöffnungen 149 bzw. IbO in die Vorkammern 99 bzw. 100. Von dort aus worden sie in der bereits beschriebenen Weise dem Motor 141 zugeführt.
Es entsteht somit ein äußerst einfacher Motorenaufbau bei dem Heißteil und Kaltteil voneinander getrennt ist.

Ein ganz ähnlicher Aufbau, bei dem ebenfalls Heißteil und KaLLLeil voneinander getrennt ist, ist in den Figuren 3 bis b dargestellt. Auch hier ist Motor 142 und Verdichter 140 in getrennten Gehäusen 17 bzw. 22 untergebracht. Beide Gehäuse sind koaxial zur gleichen Drehachse 11 angeordnet. In dem Ausfuhrungsbeispiel nach den Figuren 3 bis 5 weist der Innenraum des Gehäuses 17 und 22 einen kreiszylindrischen Querschnitt auf, in welchen in diametral gegenüberliegender Anordnung radial bewegliche Dichtelemente 114 und 115 bzw. 116 und 117 hineinragen, die in den stationären Dichtbereichen 83 und 82 bzw. 80 und 81 in der genannten Weise radial beweglich angeordnet sind und innen am Drehkolben 66 bzw. 67 anliegen und abdichten. Der Drehkolben 66 bzw. 67 weist in sich diametral gegenüberliegender Anordnung Nocken 133 und 134 bzw. 135 und 136 auf. Diese Nocken dichten gegen die kreiszylindrische
Innenwand des Gehäuses 17 bzw. 22 ab. Sie sind von einer solchen Form, daß die radial beweglichen Dichtelemente über sie hinweg fahren können.

Der Motor 142 weist auf der einen Seite des radial beweglichen Dichtelementes 114 eine Zündeinrichtung 3 und auf der gegenüberliegenden Seite eine Auslaßöffnung 143 auf. Das radial bewegliche Dichtelement 115 weist auf der einen Seite eine Zündeinrichtung 2 und auf der gegenüberliegenden Seite eine Auslaßöffnung 144 auf. Motorteil und Verdichterteil sind über die als Vorkammer 97 bzw. 98 wirkende Verbindungsleitung miteinander verbunden, wodurch der Eingang der genannten Vorkammern in den Motorteil wieder stirnseitig erfolgt und vom Drehkolben 66 in der bereits beschriebenen Weise abgesperrt wird. Überströmöffnungen 25 und 26 sorgen für die drehwinkelabhängige Öffnung der Vorkammern 97 und 98 zum Verbrennungsraum Ul bzw. 112.

In der in Figur 4 dargestellten Drehlage sind die Verbren-

'3'3212'/U

nungsräume 111 und 112 frisch aufgeladen und die Vorkammern 97 und 98 wieder geschlossen. Es kann nun über die Zündeinrichtungen 2 und 3 die Zündung erfolgen, r,o daß angetrieben vom Explosionsdruck, der Drehkolben 60 in Richtung des Pfeiles 163 dreht. Die aus dem vorangegangenen Arbeitstakt in den Auslaßbereichen 44 und 4b noch vorhandenen Restgase werden hierdurch von den Nocken Γ33 und 134 durch die Auslaßöffnungen 143 und 144 restlos ausgeschoben.

Die genannte Drehung des Drehkolbens 66 sorgt für eine gleiche Drehung des Drehkolbens 67. In der in Figur 5 dargestellten Drehlage hat der Drehkolben 67 gerade durch die Ansaugöffnungen 26* und 25" die Einlaßbereiche 37 und 37 · durch Ansaugen mit dem notwendigen Brennstoffluft
gemisch gefüllt. Auf der anderen Seite des Nockens 135 bzw. 136 ist gerade ein Kompressionsvorgang beendet mit dem aus dem vorangegangenen Drehtakt das frische Brennstoffluftgemisch in die Vorkammern 97 und 98 und von da durch die Auslaßöffnungen 145 und 146 in die Verbrennungsräume 111 und 112 gepreßt wurde. Während des Weiterdrehens passieren nun die Nocken 135 und 136 die jeweiligen radial beweglichen Dichtelemente 116 bzw. 117, gleiten dabei über die Ansaugöffnungen 26* und 25' hinweg, so daß danach der Nocken 135 mit dem radial beweglichen Dichtelement 117 und der Nocken 136 mit dem radial beweglichen Dichtelement 116 eine geschlossene Kompressionskammer 37' bzw. 37 bilden. Eine weitere Drehung des Drehkolbens 67 preßt dann das Brennstoffluftgemisch in die Vorkammern 97 und 97.

Ganz ähnlich wie eine Einrichtung nach den Figuren 3 bis 5 ist ein Motor nach dem in Figur 13 dargestellten Ausführungsbeispiel aufgebaut. Jedoch ist bei diesem Motor nicht Heißbereich und Kaltbereich getrennt, sondern miteinander kombiniert. Bei dem Motor nach Figur 13 ist auf der Drehachse 15 ein Drehkolben 61 drehfest angeord-

net, der In seinem Inneren einen als Vorkammer 96 dienenden Hohlraum aufweist. Der Drehkolben 61 ist angeordnet in einem Gehäuse 21, welches einen kreiszylindrischen Querschnitt aufweist und an sich diametral gegenüberliegenden Stellen stationäre Dichtbereiche 94 und 95 aufweist, in welchen radial bewegliche Dichtelemente 131 und 132 angeordnet sind. Diese radial beweglichen Dichtelemente 131 und 132 1iegen an der Außenfläche des Drehkolbens 61 an, der seinerseits in diametral gegenüberliegender Anordnung die Nocken 137 und 138 aufweist, die von den radial beweglichen Dichtolementen 132 und 131 während einer Drehbewegung überfahren werden können.

Das Gehäuse 21 weist stirnseitig in der Nähe des radialen üichtelementes 132 eine Ansaugöffnung 32' und in der Nähe des radial beweglichen Dichtelementes 131 eine Überströmöffnung 32 auf. Weiterhin ist auf der zweiten Seite des radial beweglichen Dichtelementes 132 die Auslaßöffnung 154 vorgesehen. Auf der zweiten Seite des radial beweglichen Dichtelementes 131 ist ein Überströmeinlaß 35 sowie die Zündeinrichtung 9 vorgesehen.

Die Überströmöffnung 32 ist verbunden mit dem Vorkammereinlaß 33, während der Vorkammerauslaß 34 mit dem Überströmeinlaß 35 verbunden ist.

In der in Figur 13-15 dargestellten Anordnung ist der Verbrennungsraum 110 aus der Vorkammer 96 über den Vorkammerauslaß 34 und den Überströmeinlaß 35 gerade mit komprimiertem Brennstoffluftgemisch versorgt worden, wobei in der in Fig. 13 dargestellten Drehwinke11age des Drehkolbens 61 der Vorkammerauslaß 34 den Überströmeinlaß 35 verlassen hat, so daß nunmehr der Vorkammerauslaß 34 verschlossen ist. Der Vorkammereinlaß 33 hat die Überströmöffnung 32 in der Stirnseite des Gehäuses 21 noch nicht erreicht.

In der dargestellten Drehanordnung erfolgt nun über die Zündeinrichtung 9 die Zündung wodurch der Drehkolben 61 in Richtung des Pfeiles 164 gedreht wird. Ln der dargestellten Drehlage schließt der Nocken 138 zusammen mit dem radial beweglichen Dichtelement 131 den mi t Brennstoffluftgemisch gefüllten Kompressionsraum 113 ab und preßt im Laufe der weiteren Drehung dieses Brennstoffluftgemisch durch die Überströmöffnung 32 über den Vorkammereinlaß 33 in die Vorkammer 96. Gleichzeitig wird auf der anderen Seite des Nockens 138 über die Ansaugöffnung 32' Frischgemisch angesaugt in den Einlaßbereich 42 hinein.

Aus dem vorhergehenden Arbeitstakt stammende verbrannte Gase werden gleichzeitig von der dem Verbrennungsraum 110 abgewandten Seite des Nockens 137 durch die Auslaßöffnung 154 restlos ausgeschoben. Ks erfolgt somit jeweils nach einer halben Umdrehung eine Zündung.

Die radial beweglichen Dichtelemente 131 und 132 können in radialer Richtung zur Erzeugung des Abdichtdruckes z.B. von Schenkelfedern 165 oder vom Gasdruck beaufschlagt werden. In letzterem Fall ragen die Elemente 131 in einen Druckraum 166 hinein, der über eine Drossel 167 z.B. aus dem Verbrennungsraum 110 mit Druck versorgt wird.

Die zu Figur 13 - 15 beschriebene Anordnung hat den Vorteil sehr kompakter Bauweise und erlaubt gleichzeitig eine Kühlung des Drehkolbens 61 durch das in der Vorkammer 96 befindliche Brennstoffluftgemisch.

Es ist ebenso möglich den Motor nach den Figuren 3 bis 5 mit einem als Hohlkörper ausgebi1Ideten Drehkolben in der zu Figur 13 beschriebenen Weise auszurüsten.

Es ist ebenso möglich, die Abdichtung der Nocken des jeweiligen Drehkolbens gegen die Innenwand des Gehäuses nicht durch eine körperlich anliegende und schleifende Dichtleiste zu bewirken, sondern dadurch, daß der jeweilige Spalt möglichst klein gehalten wird und mit aus der jeweiligen Vorkammer stammendem komprimiertem Treibstoffluftgemisch über entsprechende Düsenleisten mit radial gerichteter Strömungsrichtung gefüllt wird. Die Drehrichtung des Drehkolbens sorgt hierbei dafür, daß das an diesen Stellen austretende Treibstoffluftgemisch in den Verbrennungsraum 110 abströmt uwd dort nachverbrennt, so daß sich hierdurch sogar eine Drehmomentverbesserung des Motors ergibt.

Ein Motoraufbau nach Figur 16 entspricht in seinem Funktionsprinzip den bisher beschriebenen Ausführungsformen, insbesondere einer Ausführungsform nach Figur 13. Es ist jedoch der konstruktive Aufbau so verändert, daß sich das Dichtproblem vereinfacht.

Auch ein Motor nach Figur 16 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 192 mit einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuseinnenraum 174, wobei konzentrisch zu diesem Gehäuseinnenraum 174 im Gehäuse eine Welle 189 drehbar gelagert ist, auf welcher ein Drehkolben 177 drehfest angeordnet ist. Der Drehkolben 177 weist in sich radial gegenüberliegender Anordnung zwei Dichtbereiche 168 und 169 auf, von der Gestalt eines Zahnes eines Zahnrades mit im Ausführungsbeispiel in Form einer Evolvente gekrümmten Zahnflanken. Die Stirnseiten dieser zahnförmigen Dichtbereiche 168 und 169 sind so ausgebildet, daß sie gegen die Innenwand des Gehäuseinnenraumes 174 etwa in der Art, wie zu den bisherigen Ausführungsbeispielen bereits beschrieben, abdichten können.

Ebenfalls in sich diametral gegenüberliegender Anordnung weist das Gehäuse 192 zwei zylindrische Kammern 193 und 194 auf, in denen Dichtwalzen 172 und 173 drehfest

ό ό Z I Z 7 U

jeweils auf einer drehbar im Gehäuse gelagerten Welle 190 bzw. 191 angeordnet sind. Die genannten Wellen 190 und 191 verlaufen hierbei parallel zur Welle 189. Zwischen der zylindrischen Außenfläche der Dichtwalzen 172 und 173 und der entsprechenden zylindrischen Innenfläche der zugeordneten zylindrischen Kammern 193 und 194, ist ein möglichst enger Spalt als Abdichtung vorgesehen. Diese Abdichtung kann aber auch mit anderen Mitteln erreicht werden. Die genannten Dichtwalzen 172 und 173 weisen jeweils eine Zahnlücke 170 bzw. 171 auf, die in entsprechender Drehstellung mit- den zahnförmigen Dichtbereichen 168 und 169 zusammenarbeiten und deren Flanken für diese Zusammenarbeit in geeigneter Weise geformt sind.

Die Wellen 189, 190 und 191 können beispielsweise über Stirnräder miteinander verbunden sein, so daß bei einer entsprechenden Drehbewegung des Drehkolbens 177 und der hiervon verursachten Drehbewegung der Dichtwalzen 172 und 173 immer Zahnlücke und Zahn zusammentreffen.

In der in Figur 16 dargestellten Drehlage wird somit über die zahnförmigen Dichtbereiche 168 und 169 in Zusammenarbeit mit den dazugehörigen Zahnlücken 170 und 171 der Gehäuseinnenraum 174 unterteilt in einen Einlaß- und Kompressionsbereich 175 einerseits und einen Expansions- und Auslaßbereich 176 andererseits. Der Bereich 175 weist in der Nähe der Dichtwalze 173 stirnseitig eine Einlaßöffnung 183 zum Einlaß von Frischgas auf. Der Bereich 175 weist weiterhin im Bereich der Dichtwalze 172 stirnseitig einen Überströmkanal 181 auf, der im Ausführungsbeispiel über eine Verbindungsleitung 188, in deren Verlauf eine Vorkammer 178 angeordnet ist, mit einer Einlaßöffnung 182 verbunden ist, die stirnseitig in der Nähe der Dichtwalze 172 im Expansions- und Auslaßbereich 176 einmündet. In der Nähe der Einlaßöffnung 182 ist weiterhin noch eine Zündeinrichtung 187 vorgesehen.

Im Bereich der Dichtwalze 173 weist der Bereich 176 noch eine Auslaßöffnung 184 auf.

Dreht sich der Drehkolben 177 in Richtung des Pfeiles 195 aus der in Figur 16 dargestellten Drehlage weiter, so läuft der zahnförmige Dichtbereich 169 über die Einlaßöffnung 183 hinweg und verschließt damit den Bereich 175 gegen diese Einlaßöffnung 183. Im weiteren Verlauf der Drehung schiebt nun der zahnförmige Dichtbereich 169 das im Bereich 175 befindliche . Frischgas zusammen und über den Überströmkanal 181 durch das sich öffnende Rückschlagventil 179 in die Vorkammer 178. Die Einlaßöffnung 182 wird noch vom Körper des Drehkolbens 177 verschlossen, jedoch wandert auch der zahnförmige Dichtbereich 168 aus der Zahnlücke 170 heraus, die ihrerseits in der zylindrischen Kammer 194 verschwindet. Im weiteren Verlauf der Drehung tritt dann eine stirnseitig am Drehkolben

177 vorgesehene Ausnehmung 185 über die Einlaßöffnung 182, so daß nunmehr Frischgemisch aus der Vorkammer

178 in den zwischen Dichtwalze 172 und zahnförmigem Dichtbereich 178 gebildeten Expansionsraum eintreten kann. In dem genannten Raum befindet sich dann komprimiertes Frischgemisch, das über die Zündeinrichtung 187 nunmehr gezündet werden kann. Der Expansionsdruck des verbrennenden Frischgemisches stützt sich dabei einerseits an der Dichtwalze 172 ab, die· nunmehr auf dem Außenumfang des Drehkolbens 172 abrollt und mit diesem in Linienberührung steht und andererseits an einer Flanke des zahnförmigen Dichtbereiches 168, wodurch dieser und damit der Drehkolben 177 weiter in Richtung des Pfeiles 195 gedreht werden. Auf der anderen . Seite des zahnförmigen Dichtbereiches 168 wird gleichzeitig aus dem Vorarbeitstakt vorhandenes verbranntes Gas durch die Auslaßöffnung 184 ausgeschoben. Die Linienberührung zwischen der Dichtwalze 173 und der Umfangsfläche des Drehkolbens 177 sorgt hierbei dafür, daß nicht etwa verbranntes Gas in den Bereich 175 eintritt.

- 3ΈΓ -

Nach einer Drehung von 180° aus der anfangs beschriebenen Drehposition heraus, ist der zahnförmige Dichtbereich 169 mit der ihm zugeordneten stirnseitigen Ausnehmung 186 nach oben gewandert und der beschriebene Arbeitstakt beginnt von neuem. Das noch in der Verbindungsleitung 188 vorgesehene Rückschlagventil 180 verhindert hierbei auf jeden Fall ein Rückschlagen der Explosionsflamme in die Vorkammer 178.

Es ist natürlich auch bei einem Motor nach Figur 16 durchaus möglich, die Vorkammer im Inneren des Drehkolbens 177 anzuordnen, so wie dies zu Figur* 13 bereits beschrieben wurde.

Auch ist es wichtig, darauf hinzuweisen, daß die erfindungsgemäßen Motoren auch als Pumpen betrieben werden können. Es bildet dann der jeweilige Überströmkanal und der Auslaßkanal einen Druckkammerausgang. Die Einlaßkanäle behalten ihre Funktion bzw. dienen als Saugleitung. Zündeinrichtung und Vorkammer kann entfallen.

Liste der verwendeten Bezugszeichen

1 -	9	Zündeinrichtung
10	- 15	Drehachse
16	- 23	Gehäuse
24		Einlaßkanal
25	- 32	Ü be rs t römö ffnung
2b'	- 32'	Ansaugöffnung
33		Vorkammereiη1aß
34		Vo rkamme raus1aß
35		Überströmeinlaß
36	- 42	Einlaßbereich
43		Auslaßkanal
44	- 51	Auslaßbereich
52	- 55	Dichtelement
56	- 59	Dichtbereich
60	- 67	Drehkolben
68	- 71	Brennkammer
72	- 79	Brennkanal
80	- 95	stationärer Dichtbereich
96	- 104	Vorkammer
105	- 112	Verbrennungsraum
113		Kompressionsraum
114	- 132	radial bewegliches Dicht
133	- 138	Nocken
139		Verdichter
140		Verdichter .
141		Motor
142		Motor
143	- 154	Auslaßöffnung
155		Pfeil
156		Kulisse
157		Pfeil
158		Anfang der Vorkammer
159		Ende der Vorkammer
160		Begrenzung^1i η ie
161	- 164	PViii I

Δ Ι Z / U

- StT -

165 Schenkelfeder

166 Druckraum

167 Drossel

168 Dichtbereich

169 Dichtbereich

170 Zahnlücke

171 Zahnlücke

172 Dichtwalze

173 Dichtwalze

174 Gehäuseinnenraum

175 Einlaß- und Kompressionsbereich

176 Expansions- und Auslaßbereich

177 Drehkolben

178 Vorkammer

179 Rückschlagventil

180 Rückschlagventil

181 überströmkanal

182 Einlaßöffnung

183 Einlaßöffnung

184 Auslaßöffnung

185 Ausnehmung

186 Ausnehmung

187 Zündeinrichtung

188 Verbindungsleitung

189 Welle

190 Welle

191 Welle

192 Gehäuse

193 zylindrische Kammer

194 zylindrische Kammer

195 Pfeil

- Leerseite -

Claims (1)

1. Schutzansprüche

   1.) Drehkolbenmotor mit einer Zündeinrichtung, mindestens einem konzentrisch zu einer Drehachse, angeordneten Gehäuse mit Ein- und Auslaßkanal und mindestens einem konzentrisch zur Drehachse angeordneten Drehkolben, welcher mitumlaufende Dichtbereiche zur Abdichtung gegen die Innenwand des Gehäuses aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (17-23) in Umlaufrichtung stationäre Dichtbereiche (80-95) zur Abgrenzung von Räumen unterschiedlicher Funktion aufweist und daß mindestens eine Vorkammer (96-102) und Öffnungen (25-31 und 35) zur Überleitung des komprimierten Mediums in den Verbrennungsraum (103-110) vorgesehen sind.

   2. Drehkolbenmotor mit einer Zündeinrichtung, mindestens einem konzentrisch zu einer Drehachse angeordneten Gehäuse mit Ein- und Auslaßkanal und mindestens einem konzentrisch zur Drehachse angeordneten Drehkolben mit mindestens radial wirkenden und beweglichen Dichtelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (52-55) im Drehkolben (60) an vier in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordneten Dichtbereichen (56-59) vorgesehen sind, wobei im Drehkolben (60) zwischen den Dichtbereichen (56-59) je eine radial nach außen offene Brennkammer (68-71) mit jeweils etwa an den Dichtbereichen (56-59) austretenden Brennkanälen (72-79) vorgesehen ist und wobei das Gehäuse (16) in Umfangsrichtung in vier jeweils den Abstand zwischen zwei benachbarten Dichtbereichen (56-59) umfassende Zonen unterteilt ist, von denen eine erste Zone zwischen dem Ein- (24) und Auslaßkanal (43) und eine dieser diametral gegenüberlie-

   332Ί270

   -X-

   gende zweite Zone dichtend am Umfang des Drehkolbens (60) anliegt, während eine dritte und eine dieser diametral gegenüberliegende vierte Zone einen radialen Abstand zum Drehkolben (60) bildet, wobei die dritte Zone (36) in Drehrichtung am Anfang mit dem Einlaßkanal (24) und die vierte Zone (51) in Drehrichtung am Ende mit dem Auslaßkanal (43) verbunden ist und wobei im Bereich der zweiten Zone die Zündeinrichtung (1) vorgesehen ist.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (97-104) gleichzeitig als Verbindung ausgebildet ist, die den Verbrennungsraum (105-109, 111,112) mit den Einrichtungen zur Lieferung des komprimierten Mediums verbindet.

   4. Einrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (96) im entsprechend hohl ausgebildeten Drehkolben (61) vorgesehen ist, wobei die Vorkammer (96) über eine Schlitzsteuerung mit dem Verbrennungsraum (110) einerseits und mit einem Kompressionsraum (113) andererseits verbunden ist.

   5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtbereiche einerseits als radial bewegliche Dichtelemente (114-132) und andererseits als nockenförmige Dichtbereiche (133-138 und 84-93) mit einer Dichtzone ausgebildet sind.

   6. Einrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die radial beweglichen Dichtelemente (118-130) im Drehkolben (62-67) und die nockenförmigen Dichtbereiche (84-93) im Gehäuse (18, 23, 19, 20) angeordnet sind.

   7. Einrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die radial beweglichen Dichtelemente (114-117 , 131,132) im Gehäuse (17,22,21) und die nockenförmigen Dichtbereiche (133-138) am Drehkolben (61,66,67) ausgebildet sind.

   8. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeweils diametral gegenüberliegend mindestens zwei radial bewegliche Dichtelemente (114-121) und mindestens zwei nockenförmige Dichtbereiche (84-87, 133-136) angeordnet sind, zwei solcher Einrichtungen (140,142; 139,141) drehfest auf die gleiche Drehachse (11,12) wirken und die eine als Verdichter (139,140) und die andqre als Motor (141,142) arbeitet.

   9. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (17,22,18,23, 19, 20) in Umlaufrichtung eng benachbart und paarweise angeordnete Ein- (25·, 26', 25, 26, 27·, 28', 27, 28, 29', 30', 31', 32') und Auslaßöffnungen (143-154) aufweist, die über ein am Drehkolben (61-67) abdichtendes Dichtelement (84-88, 90, 92, 131, 132) voneinander

   ■ getrennt sind.

   10. Einrichtung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (63) über drei gleichmäßig verteilt angeordnete Dichte.lemente (122-124) gegen die Innenwand des Gehäuses (19) abdichtet und daß in Umlaufrichtung der Ansaugöffnung (29*) ein Einlaßbereich (39), ein stationärer Dichtbereich (89), ein Auslaßbereich (48), eine Auslaßöffnung (151) und ein stationärer Dichtbereich (88) folgt.

   11. Einrichtung nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß

   3 3 2 I Z / U

   der Drehkolben (62) sechs Dichtelemente (125-130) in der beschriebenen Anordnung aufweist und daß sich die in Anspruch 10. beschriebenen Bereiche des Gehäuses in Drehrichtung in der beschriebenen Aufeinanderfolge einmal wiederholen.

   12. Einrichtung nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Dichtelemente des Drehkolbens vervielfacht· ist, wobei die in Anspruch 10. beschriebenen Bereiche des Gehäuses in der beschriebenen Aufeinanderfolge ebenfalls um den Faktor der Vervielfachung vervielfacht sind.

   13. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß Einlaß- und Auslaßkanal an den Stirnseiten des Gehäuses vorgesehen sind.

   14. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, daß die in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Räume durch Dichtbereiche des Gehäuses voneinander getrennt sind.

   15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 5 bis 14 dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand des Gehäuses (17,22) einen kreiszylindrischen Querschnitt aufweist und über im Gehäuse (17,22) radial bewegliche Dichtelemente (114-117) gegen die umlaufende Umfangfläche des Drehkolbens (66,67) abgedichtet ist wobei der Drehkolben (66,67) in Umfangsrichtung nockenförmige Dichtbereiche (133-136) zur Abdichtung gegen die kreiszylindrische Innenwand des Gehäuses (17,22) aufweist.

   16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 15 dadurch gekennzeichnet, daß die noc'kenförmigen Dichtele-

   mente als Dichtzone mindestens radial gerichtete Durchbrüche aufweisen zur Versorgung mindestens des Spaltes zwischen Innenwand des Gehäuses und der nächstgelegenen Gegenfläche des Drehkolbens mit komprimiertem Medium.

   17. Drehkolbenmotor mit einer Zündeinrichtung mindestens einem konzentrisch zu einer Drehachse angeordnetem Gehäuse mit mindestens Ein- und Auslaßkanal und mindestens einem konzentrisch zur Drehachse angeordneten Drehkolben mit radial sich erstreckenden Dichtbereichen zur Abdichtung gegen die Gehäuseinnenwand nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16 dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtbereiche (168, 169) zahnförmig mit abwälzfähigen Flanken ausgebildet sind, wobei jeder zahnförmige Dichtbereich (168, 169) mit einer entsprechenden Zahnlücke (170, 171) von drehbar gelagerten Dichtwalzen (172, 173) zur Unterteilung des Gehäuseinnenraumes (174)in Einlaß- u. Kompressionsbereich (175) sowie in Expansions- und Auslaßbereich (176) zusammenarbeitet.

   18. Einrichtung nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtwalzen (172, 173) mit konstanter Übersetzung zum Drehkolben angetrieben werden, wobei die Übersetzung so ausgelegt ist, daß jeweils ein ankommender Zahn (168, 169) mit einer ankommenden Zahnlücke (170,171) zusammenarbeiten kann.

   19. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18 dadurch gekennzeichnet, daß jede Vorkammer (178) über ein Rückschlagventil (179) gegen Rückströmung in den Kompressionsraum (175) gesperrt ii!t.

   20. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19 dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verbrennungsraum (105-112) bzw. der Expansions- und Auslaßbereich (44-51,

   176) über ein Rückschlagventil (1-80) gegen Rückströmung in die Vorkammer (178) gesperrt ist.