DE8323539U1 - Rotary piston engine - Google Patents

Description

Edgar Jores
Siegfriedstraße 21
65 2o WormsEdgar Jores
Siegfriedstrasse 21
65 2o Worms

DrehkolbenmotorRotary piston engine

Die Erfindung betrifft einen Drehkolbenmotor mit ineinander kämmenden Rotoren.The invention relates to a rotary piston engine with intermeshing rotors.

Bekannt sind Drehkolbenmotoren mit ineinander kämmenden Rotoren. Dabei besteht der eine Rotor aus einem Viersternläufer und der andere Rotor aus einem Flügelrotor mit zwei Flügeln. Die beiden Rotoren sind so angeordnet, daß sie während ihrer Drehbewegung ineinander kämmen. Die einzelnen Flügel des Flügelrotors fügen sich in die freien Räume des Sternrotors ein. Dabei findet abwechselnd ein Verdichtungsvorgang mit anschließender Verbrennung und ein Herausdrücken der Abgase statt. Das Verbrennungsgasgemisch wird über in der Seitenwand befindliche Ein-' laßöffnungen angesogen. Dieser bekannte Motor erfüllt noch nicht die optimalen Vorstellungen insbesondere hinsichtlich der Laufruhe, des einwandfreien Ansaugens,< des sauberen Ausstoßens und des Spülens.Rotary piston engines with intermeshing rotors are well known. One rotor consists of a four-star rotor and the other of a vane rotor with two vanes. The two rotors are arranged in such a way that they intermeshed during their rotation. The individual vanes of the vane rotor fit into the free spaces of the star rotor. This alternates between a compression process with subsequent combustion and the expulsion of the exhaust gases. The combustion gas mixture is sucked in through inlet openings in the side wall. This well-known engine does not yet meet the optimal requirements, particularly with regard to smooth running, perfect intake , clean exhaust and scavenging.

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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Drehkolbenmotor der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich durch eine einfache Bauweise bei besonders hoher Laufruhe auszeichnet und weitgehend die angeführten Nachteile des bekannten Motors vermeidet.The invention is therefore based on the object of creating a rotary piston engine of the type mentioned at the beginning, which is characterized by a simple design and particularly smooth running and largely avoids the disadvantages of the known engine mentioned.

Diese Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einem Drehkolbenmotor der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß mindestens drei Rotorpaare, die jeweils aus einem Flügelrotor und einem Strahlrotor gebildet sind, um eine zentrale Achse herum angeordnet sind und jedes Rotorpaar mit den benachbarten Rotorpaaren in Eingriff steht. Die bekannten Vorschläge liefen auf die Verwendung nur eines Rotorpaares hinaus, bei dem die Zufuhr der Verbrennungsgase von der Seitenwand aus erfolgt. Abweichend davon werden die Rotorpaare jetzt um eine zentrale Achse herumgelegt und durch die zentrale Achse das Verbrennungsgasgemisch zugeführt. Die Zündfolge wird durch die Stellung der Rotoren zueinander vorbestimmt. Dabei ergibt sich, daß bei einer Drehung des Flügelrotors um 18o° drei Zündfolgen bei den verschiedenen Rotorpaaren auftreten. Durch diese relativ schnell aufeinanderfolgenden Zündungen, verbunden mit der Anordnung der Rotoren um eine zentrale Achse, ergibt sich ein besonders ruhiger Lauf des Motors. Der Flügelrotor dreht sich doppelt so schnell wie der Strahlrotor.This solution to the problem is achieved according to the invention in a rotary piston engine of the type mentioned at the beginning in that at least three rotor pairs, each consisting of a vane rotor and a jet rotor, are arranged around a central axis and each rotor pair is in engagement with the neighboring rotor pairs. The known proposals resulted in the use of only one rotor pair, in which the supply of combustion gases takes place from the side wall. In contrast to this, the rotor pairs are now laid around a central axis and the combustion gas mixture is supplied through the central axis. The ignition sequence is predetermined by the position of the rotors relative to one another. This results in three ignition sequences occurring in the various rotor pairs when the vane rotor rotates by 180°. These relatively quick ignitions, combined with the arrangement of the rotors around a central axis, result in the engine running particularly smoothly. The vane rotor rotates twice as fast as the jet rotor.

Der Flügelrotor kann ein Zweiflügelrotor und der zugehörige Strahlrotor ein Vierstrahlrotor sein. Es ist aber auch möglich, den Flügelrotor als Dreiflügelrotor und den Strahlrotor als Sechsstrahlrotor auszubilden.The vane rotor can be a two-vane rotor and the associated jet rotor a four-jet rotor. However, it is also possible to design the vane rotor as a three-vane rotor and the jet rotor as a six-jet rotor.

Um eine gute Abdichtung zu erreichen, ist die zentrale Achse in ihrer Querschnittsebene ein Sechseck, dessen Außenwände im Radius des Strahlrotors bzw. des Flügel-In order to achieve a good seal, the central axis is a hexagon in its cross-sectional plane, the outer walls of which are in the radius of the jet rotor or the wing.

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rotors angepaßt sind..Die drei Gasgemischaustrittsöffnungen sind um 12o versetzt angeordnet. Sie liegen bevorzugt in den Ecken des Sechsecks, und zwar an der Ecke, an der der Strahlrotor mit seinen Strahlen während seiner Drehbewegung zuerst auftrifft. Für die Zu- und Abfuhr des Gasgemisches bzw. der Auspuffgase sind keinerlei Ventile erforderlich.rotors. The three gas mixture outlet openings are arranged offset by 12o. They are preferably located in the corners of the hexagon, namely at the corner where the jet rotor first hits with its jets during its rotation. No valves are required for the supply and discharge of the gas mixture or the exhaust gases.

Anhand zweier Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehend näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below using two exemplary embodiments. It shows

Fig. 1 bis 6 eine Prinzipskizze des Motors mitFig. 1 to 6 a schematic diagram of the engine with

verschiedenen Stellungen der Rotorpaare ,
15different positions of the rotor pairs,
15

Fig. 7 und 8 einen Motor mit Rotorpaaren aus dreiFig. 7 and 8 a motor with rotor pairs of three

Flügel- und sechs Strahlrotoren.wing and six jet rotors.

In den Figuren 1 bis 6 ist im Querschnitt der Motor gezeigt, der im wesentlichen aus dem Gehäuse 1, der zentralen Achse 2 und den Rotorpaaren 3, 4 und 5 besteht. Jedes Rotorpaar 3 bis 5 besteht aus einem Flügelrotor 3F, 4F und 5F, und einem Strahlrotor 3S, 4S und 5S. Die Innenkonturen des Gehäuses 1 sind so gewählt, daß die Enden 6 der Strahlrotoren und die Enden 7 der Flügelrotoren dichtend· an der Innenwand 8 und 9 entlanggleiten. Auch am Innenstern 2 sind die Flächen Io und 11 so ausgebildet, daß die Rotorenden 6 und 7 während der Drehbewegung der Rotoren daran anliegen. Alle Rotoren sind auf Wellen 12 angeordnet, die in den Seitenwänden des Gehäuses gelagert sind. Die Pfeile 13 geben die Drehrichtung der Rotoren an.Figures 1 to 6 show a cross-section of the motor, which essentially consists of the housing 1, the central axis 2 and the rotor pairs 3, 4 and 5. Each rotor pair 3 to 5 consists of a vane rotor 3F, 4F and 5F, and a jet rotor 3S, 4S and 5S. The inner contours of the housing 1 are selected so that the ends 6 of the jet rotors and the ends 7 of the vane rotors slide sealingly along the inner wall 8 and 9. The surfaces 10 and 11 on the inner star 2 are also designed so that the rotor ends 6 and 7 rest against them during the rotation of the rotors. All rotors are arranged on shafts 12 which are mounted in the side walls of the housing. The arrows 13 indicate the direction of rotation of the rotors.

In der Mitte der zentralen Achse 2 befindet sich eine Öffnung 14 für die Zufuhr des Gasgemisches. Von dieser Öffnung 14 gehen drei Kanäle 15, 16 und 17 aus, über welche die einzelnen Kammern für den VerbrennungsvorgangIn the middle of the central axis 2 there is an opening 14 for the supply of the gas mixture. From this opening 14 there are three channels 15, 16 and 17, through which the individual chambers for the combustion process

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mit dem Gasgemisch versorgt werden.supplied with the gas mixture.

Die Flügelrotoren 3F bis 5F haben in ihrer Mitte auf jeder Seite Wölbungen 18, auf denen die Enden 6 der Strahlrotoren 3S bis 5S abdichtend abrollen.The vane rotors 3F to 5F have bulges 18 in their middle on each side, on which the ends 6 of the jet rotors 3S to 5S roll in a sealing manner.

Die Wirkungsweise des neuen Motors ist folgende. In der in Fig. 1 gezeigten Stellung des Rotorpaares 3 findet in dem Raum 2o, der von dem Flügelrotor 3F und dem Strahlrotor 3S gebildet wurde, die Zündung des Verbrennungsgemisches statt.· Die Rotoren 3S und 3F werden in der angegebenen Drehrichtung weitergedreht und der Raum 2o vergrößert sich, wie in den Figuren 2 bis 5 gezeigt. In der Fig. 6 haben die Rotoren 3S und 3F eine Stellung erreicht, in der eine Freigabe der Abgase nach außen erfolgt, und zwar über die Öffnungen 21 im Gehäuse.The new engine works as follows. In the position of the rotor pair 3 shown in Fig. 1, the ignition of the combustion mixture takes place in the space 2o formed by the vane rotor 3F and the jet rotor 3S. The rotors 3S and 3F continue to rotate in the indicated direction of rotation and the space 2o increases in size, as shown in Figures 2 to 5. In Fig. 6, the rotors 3S and 3F have reached a position in which the exhaust gases are released to the outside, namely via the openings 21 in the housing.

Bevor der Raum 2o für den Verbrennungsvorgang gebildet wird, hat in Fig. 1 das Ende 61 des Strahlrotors 3S den Kanal 15 freigegeben. Zwischen dem Strahlrotor 3S und dem Flügelrotor 5F entsteht der Raum 22, der sich vergrößert, wodurch das Gasgemisch aus dem Kanal 15 angesaugt wird. In der Fig. 2 wird die Ansaugung fortgesetzt. In der Fig. 3 ist der Raum 22 auch über den Kanal 16 -mit der Gasgemischzufuhr verbunden. Der Raum 22 hat in dieser Stellung die größte Ausdehnung und damit auch die größte Aufnahmefähigkeit für das Gasgemisch. In der Stellung der Rotoren in Fig. 4 sind die Kanäle 15 und 16 durch das Ende 62 des Strahlrotors und das Ende 72 des Flügelrotors ° 3F abgeschlossen. Hiernach beginnt die eigentliche Kompression des Gasgemisches in dem Raum 22. Fig. 5 zeigt die Verkleinerung des Raums 22 unter weiterer Kompression des Gasgemisches und in Fig. 6 geht der Raum 22 über inBefore the space 2o is formed for the combustion process, in Fig. 1 the end 61 of the jet rotor 3S has opened up the channel 15. Between the jet rotor 3S and the vane rotor 5F the space 22 is created, which expands, whereby the gas mixture is sucked in from the channel 15. In Fig. 2 the suction is continued. In Fig. 3 the space 22 is also connected to the gas mixture supply via the channel 16. In this position the space 22 has the greatest extent and thus also the greatest capacity for the gas mixture. In the position of the rotors in Fig. 4 the channels 15 and 16 are closed off by the end 62 of the jet rotor and the end 72 of the vane rotor 3F. After this, the actual compression of the gas mixture begins in the space 22. Fig. 5 shows the reduction of the space 22 under further compression of the gas mixture and in Fig. 6 the space 22 changes into

den sich bildenden Raum 2o für die Verbrennung. Die Enden 35the space 2o that is formed for combustion. The ends 35

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61 und 62 des Rotors 3S liegen dichtend an dem Ende 72 des Rotors 3F an, und nach Erreichung der Stellung der Rotoren nach Fig. 1 kann die Verbrennung im Raum 2o einsetzen.
561 and 62 of the rotor 3S lie sealingly against the end 72 of the rotor 3F, and after the position of the rotors according to Fig. 1 has been reached, combustion can begin in the space 2o.
5

Dieser in Bezug auf das Rotorpaar 3S und 3F geschilderte Verbrennungsvorgang findet in gleicher Weise bei allen anderen Rotorpaaren 4F und 4S sowie 5F und 5S statt. Die Eintrittskanäle 15 und 17 für das Gasgemisch sind jeweils zwischen zwei Rotorpaare ausgerichtet. Dadurch wird die Einsaugung des Gasgemisches zum frühest möglichen Zeitpunkt sichergestellt.This combustion process described with regard to the rotor pair 3S and 3F takes place in the same way in all other rotor pairs 4F and 4S as well as 5F and 5S. The inlet channels 15 and 17 for the gas mixture are each aligned between two rotor pairs. This ensures that the gas mixture is sucked in at the earliest possible time.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 7 und 8 sind drei Flügelrotoren 3o, 31 und 32 vorgesehen, die mit sechs Strahlrotoren 33, 34 und 35 zusammenwirken. In gleicher Weise wie bei dem vorangegangenen Beispiel sind jeweils ein Strahlrotor und ein Flügelrotor ein Rotorpaar. Die Rotorpaare sind mit den Ziffern 36, 37 und 38 bezeichnet. Das Gehäuse 1 und die zentrale Achse 2 haben den gleichen Aufbau wie bei einem Motor mit einem Zweiflügelrotor und einem Vierstrahlrotor. Abweichend von dem vorbeschriebenen Motor ist, daß alle Rotorpaare gleichzeitig ansaugen und auch verbrennen. Bei der in der Fig. 7 gezeigten Lage der Rotoren zueinander, ist der Raum 4o der gemeinsame Ansaugraum für alle Rotorpaare, während die Räume 41 die Verbrennungsräume sind.In the embodiment according to Figures 7 and 8, three vane rotors 3o, 31 and 32 are provided, which interact with six jet rotors 33, 34 and 35. In the same way as in the previous example, a jet rotor and a vane rotor are each a rotor pair. The rotor pairs are designated with the numbers 36, 37 and 38. The housing 1 and the central axis 2 have the same structure as in an engine with a two-vane rotor and a four-jet rotor. The difference from the engine described above is that all rotor pairs suck in and also burn at the same time. In the position of the rotors relative to one another shown in Figure 7, the space 4o is the common suction space for all rotor pairs, while the spaces 41 are the combustion spaces.

Die Fig. 8 zeigt die Stellung der Rotorpaare nach dem VerbrennungsVorgang während des Ansaugvorgangs.Fig. 8 shows the position of the rotor pairs after the combustion process during the intake process.

Es wird noch angemerkt, daß der Motor auch mit vier Rotorpaaren oder in anderen Konfigurationen ausführbar ist. Vier Rotorpaare sind bei einem Motor mit Zweiflügelrotoren einfach zu verwirklichen, indem um die Achse vier Paare angeordnet werden. Achs- und Gehäuseflächen sind entsprechend anzupassen.It should also be noted that the motor can also be designed with four pairs of rotors or in other configurations. Four pairs of rotors can be easily implemented in a motor with two-blade rotors by arranging four pairs around the axis. The axis and housing surfaces must be adapted accordingly.

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Claims (6)

ANSPRUCHEEXPECTATIONS 1. Drehkolbenmotor mit ineinander kämmenden Rotoren, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Rotorpaare (3, 4, 5, 36, 37, 38), die jeweils aus einem Flügelrotor (3F, 4F, 5F) und einem Strahlrotor (3S, 4S, 5S) gebildet sind, um eine zentrale Achse (2) herum angeordnet sind, und jedes Rotorpaar mit den benachbarten Rotorpaaren in Eingriff steht.1. Rotary piston engine with intermeshing rotors, characterized in that at least three rotor pairs (3, 4, 5, 36, 37, 38), each formed from a vane rotor (3F, 4F, 5F) and a jet rotor (3S, 4S, 5S), are arranged around a central axis (2), and each rotor pair is in engagement with the adjacent rotor pairs. 2. Drehkolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zentrale Achse (2) das Verbrennungsgasgemisch zugeführt wird.2. Rotary piston engine according to claim 1, characterized in that the combustion gas mixture is supplied through the central axis (2). 3. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügelrotor (3F, 4F, 5F) ein Zweiflügelrotor und der Strahlrotor (3S, 4S, 5S) ein Vierstrahlrotor ist.3. Rotary piston engine according to one of claims 1 or 2, characterized in that the vane rotor (3F, 4F, 5F) is a two-vane rotor and the jet rotor (3S, 4S, 5S) is a four-jet rotor. 4. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügelrotor ein Dreiflügelrotor (3o, 31, 32) und der Strahlrotor ein Sechsstrahlrotor (33, 34, 35) ist.4. Rotary piston engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the vane rotor is a three-vane rotor (3o, 31, 32) and the jet rotor is a six-jet rotor (33, 34, 35). 5. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Achse (2) in ihrer Querschnittsebene ein Sechseck ist.5. Rotary piston engine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the central axis (2) is a hexagon in its cross-sectional plane. 6. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß drei Gasgemischaustrittsöffnungen (15, 16, 17) vorgesehen sind.6. Rotary piston engine according to one of claims 1 to 5, characterized in that three gas mixture outlet openings (15, 16, 17) are provided. /7//7/