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DE2129059A1 - Antnebsmotorsystem, insbesondere mit Drehkolbenmotor - Google Patents

Antnebsmotorsystem, insbesondere mit Drehkolbenmotor

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Publication number
DE2129059A1
DE2129059A1 DE19712129059 DE2129059A DE2129059A1 DE 2129059 A1 DE2129059 A1 DE 2129059A1 DE 19712129059 DE19712129059 DE 19712129059 DE 2129059 A DE2129059 A DE 2129059A DE 2129059 A1 DE2129059 A1 DE 2129059A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
chamber
rotary
piston
inlet
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19712129059
Other languages
English (en)
Inventor
Oskar Prof Fort Wayne Ind Michejda (VStA)
Original Assignee
Koltermann, Jadwiga, London, Michej da, Oskar, Prof, Fort Wayne, Ind (V St A )
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koltermann, Jadwiga, London, Michej da, Oskar, Prof, Fort Wayne, Ind (V St A ) filed Critical Koltermann, Jadwiga, London, Michej da, Oskar, Prof, Fort Wayne, Ind (V St A )
Publication of DE2129059A1 publication Critical patent/DE2129059A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F02B2053/005Wankel engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2730/00Internal-combustion engines with pistons rotating or oscillating with relation to the housing
    • F02B2730/05Internal-combustion engines with pistons rotating or oscillating with relation to the housing with pistons intermeshing as gear wheels; with helicoidal rotors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

Dr. Ing. Jürgen Schmidt
Dr rer. net Bruno Raitzner
p.,r,.,rJn,,,.·, f. 2129059
H Mi'mJien 2. HSaS
11. Juni 1971 P 4059-1
Patentanmeldung
für
Jadwiga Koltermann, 51 Kingston House South, Ennismore Gardens, London, Großbritannien
und λ
Oskar Michejda, 2420 Priseilla Lane, Fort Wayne, Indiana,
V*St*A# betreffend
Antriebsraotorsystem, insbesondere mit Drehkolbenmotor
Die Erfindung bezieht sich auf Antriebsmotoren und insbesondere auf Drehkolbenmotoren.
Es sind verschiedene Antriebsmaschinen oder Motoren bekannt, die drei sich drehende Kolben und einen mittleren Rotor verwenden, der mit dem Körper jedes Kolbens im Eingriff steht* Oenauer gesagt sind die Kolben drehbar innerhalb einer Kolbenkammer angeordnet und mit einem Vorsprung zum abdichtenden Eingriff mit der Wand der Kammer versehen. Der mittlere Rotor ist mit einer Ausnehmung versehen und 1st derart Über Zahnräder mit dem Kolben verbunden, daß der Vorsprung an dem Kolben von der Ausnehmung aufgenommen wird, wenn sich die VorsprUnge in eine Ausrichtungsstellung in Bezug auf die Ausnehmung drehen. Der Kolbenvorsprung und der Eingriff des Rotors mit dem Kolbenkörper definieren einen sich ausdehnenden Kammerteil und einen sich verkleinernden Kammerteil innerhalb jeder Kolbenkammer. Diese Antriebsmaschinen sind durch verschiedene Betriebsmängel gekennzeichnet, bei-
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spielsweise durch ein Fehlen geeigneter Maßnahmen zur Verhinderung einer Dekompression innerhalb der eich ausdehnenden Kammer und einer Kompression Innerhalb der sich verkleinernden Kammer, wodurch beträchtliche Energiemengen nutzlos verbraucht werden. Weiterhin ist der Arbeltsteil des Drehzyklus des Kolbens in vielen Fällen ziemlich kurz, so daß eine relativ große Antriebsmaschine für eine gegebene AusgangslelBtt!::y erforderlich ist.
Außerdem sind Kompressoren und Brenner zur Lieferung ·?οη Verbrennungs-Nebenprodukt-Gasen (combustion by-product gas) in Verbindung mit Mitteln zur Gewinnung mechanischer Energie aus den Verbrennungs-Nebenprodukt-Gasen verwendende Antriebsmaschinen bekannt. Beispielsweise fallen Gasturbinen-Antriebsmaschinen in.diese Kategorie. Diese Antrlebsmasotilnen wandeln jedoch die kinetische Energie der Verbrennungs-Nebenprodukt«»Gase in mechanische Energie um, woraus sich niedrige Drebjnomentpegel bei niedrigen Oasströmungsgeschwindigkeiten, d.h. bei niedrigen Turbinendrehgeschwindigkeiten ergeben. Weiterhin erfordern Gasturbinen-Antriebsmaschine!! komplizierte Teile mit sehr engen Toleranzen, woraus sich offenkundig hohe Herstellungskosten ergeben. Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die bekannten Antriebsmaschinen-Konstruktioneri aufgrund verschiedener Aufbau» und Betriebszyklusmängel zur Schaffung einer Einheit ungeeignet sind, die einen hohen thermischen Wirkungsgrad mit hohem Drehmoment und hoher Ausgangsleistung bei niedrigen Drehgeschwindigkeiten und minimaler Größe und Gewicht aufweist, und es ist auch speziell keine Antriebsmaschine bekannt, die billig 1st, einen breiten Anwendungsbereich hat und kleine Schadstoff-Aussendungswerte aufweist.
Erfindungsgemäß wird eine Drehkolben-Antriebsmaschine oder ein Drehkolbenmotor geschaffen, dem Verbrennunge-Neben-
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produkt-Oase zugeführt werden, und der die Druckenergie der Verbreimungs-Nebenprodukt-Gase in mechanische Nutzenergie umwandelt. Die Drehkolben-Antriebsmaschine wird vorzugsweise in Kombination nit einem Luftkompressor und einem Treibstoffbrenner zur Lieferung der Verbrennungs-Nebenprodukt-Gase verwendet. Die Antriebsmaschine ist in vorteilhafter Weise dadurch gekennzeichnet« daß sie ein relativ großes Drehmoment an der Ausgangswelle über einen weiten Bereich von Motor-Drehgeschwindigkeiten unter Einschluß relativ niedriger Drehgeschwindigkeiten abgibt und daß sie weiterhin eine im wesentlichen vollständige Verbrennung der Gasmlsohung ergibt, so daß sich niedrige Emlssionswerte von Abgaseleaenten ergeben« die eine Luftverschmutzung " bewirken.
Erfindungsgemäß wird eine Drehkolben-Antriebsmasohine geschaffen« die als zusätzliches Merkmal ein neuartiges sich drehendes Ventil und ein damit zusammenwirkendes Kanalsystem aufweist. Das erfindungsgemäße sich drehende Ventil und die Kanalanordnung sind so ausgebildet« daß eine Kompression des sich verkleinernden Volumens in der Drehkolbenkammer und eine Dekompression des sich vergrößernden Volumens verhindert wird und daß weiterhin diese vorteilhafte Wirkung unter Verwendung eines unkomplizierten sich drehenden Ventilteils erzielt wird. ä
Die erfindungsgeaäße Antriebsmaschine verwendet Teile« die sich drehen« anstatt sloh hin- und herzubewegen und daher einfach dynamisch auszubalancieren sind. Außerdem wird eine Verringerung des Treibstoffverbrauches verglichen mit dem Treibstoffverbrauoh von üblichen Antrlebsroaschinen mit sich hin- und herbewegenden Kolben erzielt« weil vergrößerte Verbrennungszeiten in einfacher Weise verwendet werden können« um eine vollständigere Verbrennung der Oas-
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mischung zu erzielen« was außerdem niedrige Verschrautzungs-Emissionswerte ergibt. Als zusätzlicher Vorteil können Treibstoffe ohne Blei oder andere die Oktanzahl vergrößernde Beetandteile verwendet werden, weil kein Treibstoff-Zündsystem mit hoher Kompression verwendet wird. Diese Vorteile werden mit einem relativ einfachen Leistungsmechanismue mit einer minimalen Anzahl von Teilen und entsprechend mit einem wenig aufwendigen Mechanismus verglichen mit den komplizierteren Antriebsmaschinen mit hin- und herbeweglichen Kolben und den extrem teueren Gasturbinen erzielt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausfünrungsbeispielen noch näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Funktions-Übersichtsdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Antriebsmaschinensystems ;
Flg. 2 eine seitliche Querschnittsansicht eines Ausführungebeispiels einer Drehkolbenantriebemaschine, die zur Verwendung mit dem Antrlebsmasohinensystem nach Flg. 1 geeignet ist und eine neuartige Ventil- und Einlaß- und Auslaß-Kanalanordnung aufweist;
Fig. 3 einen Querschnitt durch das Ende der Drehkolbenantriebsmaschine nach Flg. 2 entlang der Linie 2-3 zur Darstellung der Drehkolben in ihren Betriebsstellungen;
Flg. 4 einen weiteren Querschnitt eines Endes der Drehkolben-Antriebsmaschine naoh Fig. 2
♦/.
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entlang der Linie 4-4 zur Darstellung des Zahnradgetriebes der Antriebsmaschine;
Flg. 5 einen weiteren Querschnitt durch ein Ende der Drehkolben-Antriebsmaschine nach Fig. 2 entlang der Linie 5-5 zur Erläuterung des sich drehenden Ventils der Antriebsmaschine;
Flg. 6 einen weiteren Querschnitt duroh ein Ende der Drehkolben-Antriebsraasohlne nach Flg. 2 entlang der Linie 6~6 zur Darstellung der Kanäle etrömungsabwärts von dem sich drehen- I den Ventil nach Fig. 5j
Fig. 7 eine Bndansicht der Drehkolben-Antriebsmaschine nach Fig. 2 in der Richtung der Pfeile 7-7 gesehen zur Erläuterung des Einlaßkanals der Antriebsmaschine;
Flg. 8 eine andere Endansicht der Drehkolben-Antriebsmaschine nach Fig. 2 in Richtung der Pfeile 8-8 zur Erläuterung der Auslaßkanäle und des Auslaßrauraes des Antriebsmaschine.
Fig. 1 zeigt eine Darstellung eines Ausführungsbeispiele eines erfindungsgem&een Antriebsmaschinensystems 10. Das System 10 schließt eine Drehkolben-Antriebsmaschine 12 mit einer Ausgangswelle zur Abgabe mechanischer Energie beispielsweise an die angetriebenen Räder eines Motorfahrzeuges und mit einer Zusatzeinrichtungswelle zum Antrieb eines allgemein mit 14. bezeichneten Luftkompressors ein. Einem ebenfalls mit 14 bezeichneten Brenner wird kompri-
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raierte Luft von dem Kompressor und Treibstoff von einer Treibstoffpumpe \6 zugeführt, um Verbrennungs-Nebenprodukt-Oaee mit erhöhtem Druck zu erzeugen, die der Drebkolben-Antriebsmaeohine 12 zugeführt werden.
In Fig. 2 ist ein Auaführungsheisplel einer Drehkolben-Antriebsmaschine 12 dargestellt, die zur Verwendung bei dem Antriebsü&schines'ssrstem 10 nach Fig. 1 geeignet 1st. Die Drehkolben~te&rieismaschine 12 weist ein Gehäuse l8 auf, das eine EinlaßfSffnung 20 zur Zuführung von Verb^ennunge-Nebenprodukt-ßasen von dem Brenner und eine Auspuff- oder Auslaßöffrxung 22 zum Auslaß verbrauchter Gase aus der Antriebsmaschine 12 einschließt. Die Drehkolben-Antriebsmaschine 12 weist ferner eine Haupt-Ausgangswelle 24 zur Drehung der angetriebenen Räder eines Fahrzeuges oder einer anderen die Leistung empfangenden Einrichtung sowie eine Hilfewelle 26 zur Betätigung beispielsweise des Kompressors und der Treibetoffpumpe des Systems 10 auf, mit der sie vereinigt 1st.
Die Drehkolben-Antriehsmaschin® 12 und das Gehäuse 18 weisen allgemein einen geschichteten Aufbau auf, so daß sich eine Anordnung ergibt, die mit geringen Kosten zu bauen und zu warten ist. Genauer gesagt kann das Gehäuse 18 von links nach rechts in Fig. 2 eine Einlaß-Endplatte 28, eine Ventilumfassungsplatte 30, eine Ventilkanalplatte 32, eine linke Lagerungsstützplatte 34, eine linke Drehkolbenabdichtungsplatte 36, einen Drehkolbenkammerabschnitt 38, eine rechte Drehkolbenabdiohtungsplatte 40, eine rechte Lagerungsstutzplatte 42, ein ZahnradgetriebegehXuse 44, eine Auslaß-Endplatte 46 und eine Auslaß-Raumabdeckung einschließen.
Unter Bezugnahme auf Flg. 3 let zu erkennen, daß die Dreh-
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kolben-Antriebsmaschine 12 drei identische Drehkolben 50, 52 und 54 aufweist, die durch an jedem Ende (wie es am besten aus Fig. 2 zu erkennen 1st) drehbar derart gelagert sind, daß die Drehachsen an den Scheitelpunkten eines imaginären gleichseitigen Dreieckes angeordnet sind* Die Drehkolben 50 bis 54 bestehen jeweils aus zylindrischen Körperteilen und vorspringenden Teilen 56, 58 oder 60, die mit der Wand der zylindrischen Kammern 62, 64 und 66 abdichtend in Eingriff stehen. Die Vorsprünge 56 bis 60 können mit radial nach außen vorgespannten Abdichtungselementen versehen sein, um eine Abdichtung zwischen dem Vorsprung und der Kammerwand zu bewirken, wie es bei Wankelmotor-Rotoren üblich ist. Es ist eine mittlere Trommel 68 mit einem Durchmesser vorgesehen, der gleich den Körperdurchmessern der Kolben 50 bis 54 ist, wobei diese Trommel ebenfalls an jedem Ende drehbar in Lagerungen gelagert ist, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Die Anordnung der Drehkolben 50 bis 54 und der mittleren Trommel 68 ist so ausgebildet, daß sich eine abdichtende Berührung zwischen der mittleren Trommel und den Körperteilen der Drehkolben 50 bis 54 ergibt. Die mittlere Trommel 68 ist mit einer Ausnehmung 70 versehen, deren Ausbildung im allgemeinen so ausgebildet ist, daß sie einzeln jeden Vorsprung 56 bis 60 in zyklischer Reihenfolge aufnimmt.
Aus Fig. 2 ist zu erkennen, daß die mittlere Trommel 68 eine einstückig mit ihr ausgebildete Hauptausgangewelle und eine Zubehör-Antriebswelle 26 aufweist. Jeder der Drehkolben 50 bis 54 kann sich im Uhrzeigersinn drehen, während sich die mittlere Trommel 68 im Gegenuhrzeigersinn dreht. Als Ergebnis dieses Drehscheraas und der gleichen Durchmesser der Körperteile der Drehkolben 50 bis 54 und der mittleren Trommel 68 wird eine gleitfreie Abdichtung zwischen der mittleren Trommel 68 und jedem Drehkolben be-
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wirkt. Daraus folgt« daß die Abnutzung der Kolben 50 bis 54 und der Trommel 68 minimal wird.
Es ist aus Flg. 3 zu erkennen, daß jeder der Drehkolben 50 bis 54 .eine ringförmige Kammer oder ein ringförmiges Volumen bildet, das in zwei Teile geteilt wird, die jeweils durch die Berührung des Vorsprunges mit der Wand und die Berührung zwischen der mittleren Trommel und dem Drehkolben definiert sind.
Aus den Fig. 2 und J> ist zu erkennen, daß eine Anzahl von Einlaßkanälen 80 vorgesehen ist, die die Drehkolbenkammer 66 mit einer Einlaßleitung 82 verbinden, die ihrerseits mit einem Einlaßraum 84 zu ausgewählten Zeiten in Verbindung steht, die durch die Drehstellung der Scheibe 86 des sich drehenden Ventils bestimmt sind. Der Einlaßraum 84 steht zu allen Zeiten mit der Einlaßöffnung 20 in Verbindung. In gleicher Weise ist eine Anzahl von Einlaßkanälen 88 für die Kolbenkammer 62 und eine Anzahl von Einlaßkanälen 90 für die Kolbenkammer 64 vorgesehen. Die Einlaßkanäle 88 und 90 sind Jeweils mit Einlaßleitungen 92 und 94 verbunden, die ebenfalls mit dem Einlaßraum 84 zu ausgewählten Zeiten entsprechend der Drehstellung der Scheibe 86 des sich drehenden Ventils in Verbindung stehen. Aus Fig. 6 ist zu erkennen, daß die Einlaßleitungen 82, 92 und 94 Öffnungen aufweisen, die in Radialrichtung gleiche Abstände von der Achse der mittleren Trommel 68 aufweisen und unter Drehintervallen von 120° mit Abstand angeordnet sind. Aus den Fig. 2 und 3 ist außerdem zu erkennen, daß eine Anzahl von Auslaßkanälen 96 für die Drehkolbenkammer 64 vorgesehen ist, die mit einer Auslaßleitung 98 in Verbindung steht, die ihrerseits zu allen Zelten mit der Auslaßöffnung 22 in Verbindung steht. In gleicher Welse sind Auslaßkanäle 100 und 102 für die
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Kammern 62 bzw. 66 vorgesehen« die mit Auslaßleitungen bzw. 106 in Verbindung stehen. Die Auslaßleitungen 104 und 106 stehen zu jeder Zeit mit der Auslaßöffnung 22 Über einen Auslaßraum Innerhalb der Abdeckung 48 in Verbindung, wie es am besten «us Fig. 8 zu erkennen 1st. Vie es aus den Zeichnungen zu ersehen 1st, sind die Einlaßkanäle 80, 88 und 90 und die Auelaßkanäle 96, 100 und an entgegengesetzten Selten der Berührung zwischen der mittleren Trommel 68 und der Jeweiligen Kolben angeordnet und sie sind ferner nahe an dieser Berührung aus noch zu erklärenden Gründen angeordnet. Vorzugswelse sollte das Drehintervall von den Einlaßkanalen zu den Auslaßkanälen, so groß wie möglich sein, beispielsweise zumindest { l80° und vorzugsweise ungefähr 270°.
Das Drehventil 86 1st an einer Welle 108 befestigt, die einstückig mit der Hilfeausgangswelle 26 und der mittleren Trommel 68 und drehbar mit diesen ausgebildet ist. Wie es am besten aus Fig. 5 zu erkennen ist, weist die Ventilscheibe 86 eine bogenförmige, sich über einen Bogen von ungefähr l80° erstreckende Öffnung 110 auf, die radial mit den Öffnungen der Einlaßleitungen 82, 92 und 94 ausgerichtet ist. Ein erhabener Teil oder ein Vorsprung 112 umgibt die bogenförmige Öffnung 110 auf jeder Seite der Scheibe 86. Ein geschlossener Ausnehmungsteil j 114 ist radial entgegengesetzt zur Öffnung 110 vorgesehen, um die dynamische Auswuchtung der Ventilsoheibe zu erleichtern. Der Vorsprung 112 der Ventilsoheibe 86 arbeitet eng mit den Abdichtungsplatten 28 und 32 auf jeder Seite der Ventilscheibe 86 zusammen, se IaB eine gute strömungsdiohte Abdichtung zwischen diesen erreicht wird. In der in Fig. 5 gezeigten Stellung verbindet die Ventilscheibe 86 den Einladraum 84 mit der Einlaßleitung 94 (ebenfalls in Fig. 6 gezeigt) der Drehkolbenkammer
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Entsprechend werden Oase mit hohem Druck vom Brenner zur Drehkolbenkammer 64 geführt. Weiterhin kommt die öffnung 110 in der in Fig. 5 gezeigten Stellung heinahe in Ausrichtung mit der Einlaßleitung 92 für die Drehkolbenkamrner 62. Für zumindest einen Teil des Arbeitszyklus werden beiden Drehkolbenkammern 62 und 64 Gase unter hohem Druck von dem Sinlaßraum 84 zugeführt.
Wie es aus den Zei&Im-jngen zu erkennen ist, ist die Drehkolben-Antriefessiaschine 12 vorzugsweise mit einer Anzahl von Kühldurchlässen 114 versehen, die sich durch die Antriebsmaschine erstrecken und zur Aufnahme einer Kühllösung oder einer Kühlströmung durch sie hindurch geeignet sind.
Im Betrieb werden Verbrennungs-Nebenprodukt-Gase mit erhöhtem Druck in die Einlaßöffnung 20 eingeführt und werden dann entsprechend der Stellung des Drehventils 86 an eine oder zwei Einlaßkanäle 80, 88 oder 90 geleitet. Bei Betrachtung der Kolbenkammer 62 nach Fig. 3 1st zu erkennen» daß einem ringförmigen, durch den Vorsprung 56 und die Berührung des Kolbenkörpers mit der sich drehenden Trommel 68 definierten Kammerteil II6 die Verbrennungs-Nebenprodukt -Gase von den Einlaßkanälen 88 zugeführt werden. Der Druok des Gases In der Kammer II6 wirkt auf den Drehkolben 50 derart, daß eich dieser im Uhrzeigersinn dreht, so daß sich das Volumen .116 ausdehnt. Ss 1st außerdem zu erkennen, daß ein ringförmiger, ebenfalls durch den Vorsprung 56 und die Berührung des Kolbenkörpers mit der sich drehenden Trommel 68 definierter Kammerteil 118 sich während der Drehung des Drehkolbens 50 verkleinert. Wenn der Drehkolben 50 sich dreht; wird ein Nutzdrehmoment und eine Nutzleistung an die Ausgangswellen 24 und 26 über das zugehörige Stirnrad 74 und das
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Stirnrad 72 der mittleren Trommel 68 im wesentlichen entsprechend der Druckenergie der der Kammer 62 zugeführten Gase übertragen. Die AuslaSkanäle 100, die wie ea oben bemerkt wurde, immer zum Auslafikanal 22 offen sind« verhindern einen Druckanstieg in dem sich verkleinernden Kammerteil 118, so daß eine unnütze Vergeudung von Energie vermieden wird. Nach einer Drehung um ungefähr l8o° wird der Durchlaß von der Einlaßöffnung 22 zu den Einlaßkanälen 88 durch die Ventilscheibe 86 geschlossen. Zu dieser Zeit bewirken die Oase mit erhöhtem Druck eine weitere Drehung des Vorsprunges 86 an dem Drehkolben 50 so lange, bis dieser nach zusätzlicher Arbeitsleistung die Auslaßkanäle 100 passiert, | um den Druck innerhalb des sich ausdehnenden ringförmigen Kammerteils 116 über die Auslaßöffnung 22 zur Atmosphäre hin sich ausgleichen zu lassen. Die Ventilscheibe hält die Einlaßkanäle 88 in bezug auf die Einlaßöffnung geschlossen, wenn der Vorsprung 56 seine Bewegung im Uhrzeigersinn entlang der Ausnehmung 70 fortsetzt, und zwar so lange, bis er die Hinterkante der Einlaßkanäle 88 erreicht, wobei zu dieser Zeit der ringförmige Schlitz 110 der Ventilscheibe 86 wieder so angeordnet ist, daß er das Einströmen von Oasen unter hohem Druck in den sich ausdehenden ringförmigen Kammerteil II6 ermöglicht. Gleiche Arbeitszyklen finden in bezug auf die anderen Drehkolben 52 und 54 statt, jedoch Jeweils mit einer Betriebsverzögerung von 120° bzw. 240°, " so daß sich eine Leistungsabgabe im wesentlichen entsprechend' der Druckenergie der an die Kolbenkammern 64 bzw» 66 gelieferten Verbrennungs-Nebenprodukt-Oase ergibt. Es ist verständlich, daß die Leistungsabgabe der Drehkolben 50 bis 54 durch einen Eingriff der Zahnräder 72 bis 76 mit dem mittleren Zahnrad 78 kombiniert wird, so daß eine kombinierte Leistungsabgabe an die Wellen 24 und 26 erfolgt.
Bei Betrachtung der obigen Beschreibung 1st es verständlich,
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daß durch die Erfindung eine Antriebsmaschine geschaffen wird, die eine hohe Drehmomentabgabe und eine hohe Leistungsabgabe über einen weiten Bereich von Drehgesohwindigkeiten aufweist. Weiterhin hat diese Antriebsmaschine niedrigere Schadstoff-Emissions-Werte als übliche Antriebsmaschinen mit eich hin- und herbewegenden Kolben. Die erfindungsgemäße Antriebsmaschine hat mit üblichen Antriebsmaschinen mit sich hin- und herbewegenden Kolben vergleichbare Herstellungskosten. Weiterhin liefert die Antriebsmaschine die Vorteile einer Turbinen-Antriebsmaschine, da sie sich drehende anstatt von sich hin- und herbewegenden Teilen verwendet, weist jedoch nicht den Nachteil von Turbinen-Antriebsmaschinen in bezug auf eine niedrige Drehmomentabgabe bei niedrigen Drehgeschwindigkeiten auf.
Es 1st verständlich j daß die vorstehenden erfindungsgemäßen Lehren so bemessen sind, daß ein Fachmann in die Lage versetzt wird, das Verfahren zur Herstellung eines bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels zu erkennen. Es ist Jedoch verständlich, daß die Erfindung abgeändert variiert und verändert werden kann, ohne daß der Rahmen der Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, verlassen wird.
Patentansprüche t
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    hl Antriebsmaschinensystem, gekennzeichnet durch eine Treibstoffquelle, Treibstoff von der Trelbstoffquelle empfangende Mittel zur Verbrennung des Treibstoffes zur Lieferung von Verbrennungs-Nebenprodukt-Gasen mit erhöhtem Druck, und sich drehende Antriebsmaschinenmittel, die zumindest einen Drehkolben und eine Kammer für diesen Kolben einschließen, wobei der Kolbenkammer die Verbrennungs-Nebenprodukt-Oase zur Drehung des Kolbens züge- " führt werden, um eine mechanische Leistungsabgabe im wesentlichen entsprechend der Druckenergie des Gases zu liefern.
    2. Antriebsmaschinensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin Kompressorvorrichtungen zur Lieferung eines Sauerstoff enthaltenden Gases mit erhöhtem Druck an die Brennermittel zur Verbrennung des Treibstoffes vorgesehen sind.
    3. Antriebemaschinensystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch LeistungeUbertragungsvor- g richtungen zur Übertragung von Leistung von den sich drehenden Antriebsmaschinenmitteln an die Kompressorvorrlohtungen,
    um diese anzutreiben.
    4. Antriebsmaschinensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Leistungsübertragungsvorrichtung eine mechanische Verbindung zwischen dem Drehkolben und der Kompressorvorriohtung ist.
    109851/1318 '/#
    5. Antriebsmasohinensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die sich drehenden Antriebsmaschlnenmittel eine Anzahl von Drehkolben einsohliesaen, die jeweils eine die Verbrennunge-Nebenprodukt-Gaee zur Drehung jedes Kolbens empfangende Kammer aufweisen, wobei die Kolben miteinander verbunden sind, um eine kombinierte Leistungsabgabe im wesentlichen entsprechend der gesamten Druckenergie des auf die Anzahl von Kolben wirkenden Oases zu liefern.
    6. Antriebsmaschinensystetn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die sich drehenden Antriebsmittel folgende Teile umfassen: eine Gehäuseanordnung mit einer Einlaßöffnung zur Zuführung des Verbrennungs-Nebenprodukt-Oases, mit einer Auslaßöffnung und mit einer eine im allgemeinen zylindrische Drehkolbenkammer ergebenden Innenwand; einen innerhalb der Kammer drehbar befestigten Drehkolben mit einem zylindrischen Körper und mit einem aus diesem herausragenden Vorsprung« der eine gute gasdichte Abdichtung mit der Kammerwand ergibt, wobei der Körper eine im wesentlichen ringförmige Kammer bildet, die durch den Vorsprung unterbrochen wird; eine sich drehende und mit dem Kolbenkörper im Eingriff stehende Abdichtvorrichtung mit einer Ausnehmung zur Aufnahme des Vorsprunges, wobei die sich drehende Abdichtvorrichtung entsprechend der Drehung des Drehkolbens drehbar ist, um eine Aufnahme des Vorsprunges in der Ausnehmung bei jeder Umdrehung des Drehkolbens sicherzustellen, und wobei die sich drehende Abdichtvorrichtung und der Vorsprung einen sich ausdehnenden ringförmigen Kammerteil und einen sich verkleinernden ringförmigen Kammerteil definieren; Einlaßkanal-Anordnungen in der Kammerwand, die mit dem sich ausdehnenden ringförmigen Kammerteil in Verbindung stehen; Auslaßkanal-Anordnungen in der Kammerwand
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    zur Verbindung des sich verkleinernden ringförmigen Kammerteils mit dem Gehäuseauslaß, wobei die Auslaßkanalmittel von den Einlaßkanalmitteln durch ein vorgegebenes Drehintervall getrennt sind; und Drehventilraittel mit einer Öffnung, die den Gehäuseeinlaß mit den Einlaßkanal-Anordnungen für zumindest einen Teil der Drehperiode zwischen einer Lage des Vorsprunges in der Nähe der Einlaßkanal-Anordnung und einer Anordnung des Vorsprunges in der Nähe der Auslaßkanal-Anordnung derart verbinden, daß der Druck des der Einlaßöffnung zugeführten Verbrennungs-Nebenprodukt-Oases eine druokabhängige Drehung des Drehkolbens bewirkt.
    7. Antriebemaschinensystem nach Anspruch 6» dadurch gekennzeichnet s daß die Drehventilvorrlohtung eine Platte mit einer darin angeordneten öffnung ist, die in Abhängigkeit von der Drehung des Kolbens zur Verbindung des Verbrennungs-Nebenprodukt-Gases mit dem sich aisdehnenden ringförmigen Kammerteil drehbar ist.
    Θ. Antriebsmaschinensystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet > daß das Ventil eine im allgemeinen bogenförmige öffnung und eine bogenförmige Länge aufweist, die eine Verbindung des Verbrennungs-Nebenprodukt-Gases mit dem sich ausdehnenden ringförmigen Kammer- (| teil für einen beträchtlichen Teil der Arbeitsperlode ergibt.
    9* Antriebsmaschinensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die sich drehenden Antriebsmittel folgende Teile einschließen: eine Anzahl von Drehkolben, wobei die Gehäuseanordnung eine Anzahl von Innenwändern aufweist, die eine im allgemeinen zylindrische Kolbenkammer für Jeden der Drehkolben ergeben, wo-5. jeder der Drehkolben drehbar innerhalb einer der Kammern
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    befestigt ist und einen zylindrischen Körper und einen von diesen herausragenden Vorsprung aufweist, der eine gute gasdichte Abdichtung mit der Wand der Kammer ergibt und wobei der Körper eine im wesentlichen ringförmige Kammer bildet, die durch den Vorsprung unterbrochen ist; sich drehende, mit dem Körper Jedes der Kolben in Eingriff stehende Abdichtvorrichtungen, die ebenso wie jeder Kolben entsprechend der Drehung der Drehkolben drehbar sind, um eine Aufnahme der Vorsprtinge in der Ausnehmung bei Jeder Drehung zu ergeben, wobei die sich drehenden Abdicht vorrichtungen und die Vorsprtinge einen sich ausdehnenden ringförmigen Kammerteil und einen sich verkleinernden ringförmigen Kammerteil in Jeder der Kammern ergeben; Sinlaßkanal-Anordnungen in Jeder der Kammerwände, die mit dem sich ausdehnenden ringförmigen Kammerteil in Verbindung stehen; Auslaßkanal-Anordnungen in Jeder der Kammerwände zur Verbindung des sich verkleinernden ringförmigen Kammerteiles mit dem Gehäuseauslaß, wobei die Auslaßkanal-Anordnungen von den Einlaßkanal-Anordnungen für jede Kammer durch ein vorgegebenes Drehintervall getrennt sind; und Drehventilvorrichtungen mit einer Öffnung, die den Gehäuseeinlaß mit der Einlaßkanal-Anordnung für jede Kammer für zumindest einen Teil der Drehperiode zwischen einer Stellung des Yorsprunges in der Nähe der Einlaßkanal-Anordnung und einer Stellung des Vor Sprunges in der Nähe der Auslaßkanal-Anordnung jeder Kammer derart verbindet, daß der an die Einlaßöffnung übertragene Druck eine druckabhängige Drehung jedes Drehkolbens bewirkt, wobei die einzelnen Drehkolben der Anzahl von Drehkolben untereinander und mit den sich drehenden Abdichtvorrichtungen verbunden sind, um die sich drehenden Abdichtvorrichtungen zu drehen und eine kombinierte Leistungabgabe im wesentlichen entsprechend der gesamten Druckenergie des auf die Anzahl von Kolben wirkenden Gases zu schaffen.
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    10. Antriebsmaschinensystem nach Anspruoh 9, dadurch gekennzeichnet , daß die sich drehen* de Abdichtvorrichtung eine an ihr befestigte Ausgangswelle zur Abgabe der kombinierten Leistungsabgabe aufweist.
    11. Antriebsmasohinensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß es drei Drehkolben aufweist.
    12. Drehende Antriebsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
    eine Gehäuseanordnung mit einer Einlaßöffnung, mit einer " Auslaßöffnung und mit einer eine im allgemeinen zylindrische Drehkolbenkammer ergebenden Innenwand, einen innerhalb der Kammer drehbar befestigten Drehkolben mit einem zylindrischen Körper und einem aus diesem herausragenden Vorsprung, der eine gute gasdichte Abdichtung mit der Kammerwand ergibt, wobei der Körper eine im wesentlichen ringförmige Kammer bildet, die durch den Vorsprung unterbrochen 1st, eine sich drehende und mit dem Kolbenkörper im Eingriff stehende Abdichtvorrichtung, die eine Ausnehmung zur Aufnahme des Vorsprunges aufweist und die entsprechend der Drehung des Drehkolbens drehbar ist, um die Aufnahme des Vorsprunges bei jeder Drehung des Drehkolbens sicherzustellen, wobei die \ sich drehende Abdichtvorrichtung und der Vorsprung einen sich ausdehnenden ringförmigen Kammerteil und einen sloh verkleinernden ringförmigen Kammerteil definieren, in der Kammer angeordnete und mit dem sich ausdehenden ringförmigen Kammerteil in Verbindung stehend« Einlaßkanal-Anordnungen, in der Wand angeordnete und den sich verkleinernden ringförmigen Kammerteil mit dem Gehäuseauslaß verbindende Auslaßkanal-Anordnungen, die von den Einlaßkanal-Anordnungen durch ein vorgegebenes Drehintervall getrennt sind, und
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    Drehventilvorrichtungen mit einer den Gehäuseeinlaß mit den Einlaßkanal -Anordnungen für zumindest einen Teil der Drehperlode zwischen einer Stellung des Vorsprunges in der Nähe der Einlaßkanal-Anordnung und einer Stellung des Voraprunges in der Nähe der Auslaßkanal-Anordnungen derart verbinden, daß der der Einlaßöffnung zugeftihrte Druck eine druckabhängig© Drehung des Drehkolbens bewirkt.
    15. Antriebsmaschinensystem nach Anspruoh 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehventilvorrichtung eine Platte mit einer darin angeordneten Öffnung ist, die in Abhängigkeit von der Drehung des Kolbens zur Verbindung der Qehäuseeinlaßöffnung mit dem sich ausdehnenden ringförmigen Kammerteil drehbar ist·
    14. Äntriebsmaschinensystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil eine im allgemeinen bogenförmige Öffnung und eine bogenförmige Länge aufweist, die eine Verbindung der Gehäuseeinlaßöffnung mit dem sich ausdehnenden ringförmigen Kammerteil für einen wesentlichen Teil der Drehperiode verbindet·
    15. Antriebsmaschinensystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die sich drehenden Antriebsmasehinenmittel folgende Teile umfassen» eine Anzahl von Drehkolben, wobei die Oehftusemittel eine Anzahl von eine im allgemeinen zylindrische Drehkolbenkammer für jeden der Drehkolben ergebenden Innenwänden aufweisen, wobei ferner jeder der Drehkolben drehbar innerhalb einer Kammer befestigt ist und einen zylindrischen Körper und einen von diesem herausragenden Vorsprung aufweist, der eine gute gasdichte Abdichtung mit der Wand der Kammer ergibt und
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    wobei der Körper eine im wesentlichen ringförmige Kammer bildet, die durch den Vorsprung unterbrochen ist; sich drehende und mit dem Körper jedes der Kolben im Eingriff stehende Abdichtvorriohtungen, die ebenso wie die Kolben entsprechend der Drehung der Drehkolben drehbar ist, um eine Aufnahme der Vorsprünge in der Ausnehmung bei jeder Drehung zu bewirken, wobei die sich drehenden Abdichtvorrichtungen und die Vorsprünge einen sich ausdehnenden ringförmigen Kammerteil und einen sich verkleinernden ringförmigen Kammerteil in jeder der Kammern definieren] SLnlaßkanal-Anordnungen in jeder der Kammerwände, die mit dem sich ausdehnenden ringförmigen Kammerteil in Verbindung stehen; Auslaßkanal-Anordnungen in jeder der Kammerwände ä zur Verbindung jedes sich verkleinernden ringförmigen Kammerteils mit dem Gehäuseauslaß, wobei die Auslaßkanal-Anordnungen von den Einlaßkanal-Anordnungen für jede Kammer durch ein vorgegebenes Drehintervall getrennt sind; und Drehventilvorrichtungen mit einer Öffnung, die den Gehäuseelnlaß mit den Einlaßkanal-Anordnungen für jede Kammer für zumindest einen Teil der Drehperiode zwischen einer Stellung des Vorsprunges in der Nähe der Einlaßkanalmittel und einer Stellung des Vorsprunges in der Nähe der Auslaßkanal-Anordnungen jeder Kammer derart verbindet, daß der der Einlaßöffnung zugeführte Druck eine druckabhängige Drehung jedes Drehkolbens bewirkt, wobei die Anzahl von Drehkolben untereinander und mit der sich drehenden Abdicht- " vorrichtung verbunden 1st, um die sich drehende Abdiohtvorrlohtung zu drehen und um eine kombinierte Leistungsabgabe im wesentlichen entsprechend der gesamten Druokenergie des auf die Anzahl von Kolben wirkenden Gases zu liefern.
    16. Antriebsmaschinensystem nach Anspruch 15»
    dadurch gekennzeichnet , daß die sich drehende Abdichtvorrichtung eine daran befestigte Ausgangs-
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    welle zur Abgabe der kombinierten Ausgangsleistung aufweist*
    17· Antriebsmasehinensystem naoh Anspruch 15«
    dadurch gekennzeichnet , daß es drei Drehkolben aufweist.
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