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Dokumentenidentifikation DE19711843A1 19.11.1998
Titel Drehkolbenmotor mit mehreren hintereinanderliegenden Drehkolbensystemen
Anmelder Klaus, Adolf, Dipl.-Ing., 83209 Prien, DE
Erfinder Klaus, Adolf, Dipl.-Ing., 83209 Prien, DE
DE-Anmeldedatum 21.03.1997
DE-Aktenzeichen 19711843
Offenlegungstag 19.11.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.11.1998
IPC-Hauptklasse F01C 11/00
IPC-Nebenklasse F16F 15/22   
Zusammenfassung Der Drehkolbenmotor besteht aus mehreren auf einem Rotor hintereinanderliegenden Drehkolbensystemen, die eine Unwuchtkompensationsmechanik (UKM) nach "Klaus" besitzen, und jeweils um 90° zueinander verdreht montiert sind.
Die Innenseite der kreiskonchoidenartigen Stirnwand der Arbeitsräume wirds aus einem speziellen Ring (K-Ring) gefertigt. Die Arbeitsräume sind drehbar gelagert.
Der K-Ring ist ein selbständiges Teil, das in die Gehäuseteile eingeschoben wird und diese miteinander verbindet. In diesen K-Ringen werden, getrennt von den Gehäuseteilen, die notwendigen Bohrungen eingearbeitet.
In dem Drehkolbenmotor (Verbundsystem) werden die verschiedenen Funktionen ausgeführt. Das Arbeitsmedium (Fluid) durchströmt den Motor zylinderartig, kreisförmig. Es gibt keinen abrupten Stillstand und ebenso keine abrupte Beschleunigung wie beim Kolbenmotor.
Damit ist das fast ideale Bindeglied zwischen dem Kolben- und Turbomotor verwirklicht!

Beschreibung[de]

Der Drehkolbenmotor mit mehreren hintereinanderliegenden Systemen kann nur mit Drehkolbensystemen , die mit einer Unwuchtkompensationsmechanik (UKM) nach Klaus ausgerüstet sind , verwirklicht werden (Fig. 1). Diese Drehkolbensysteme sind von außen und anderen Systemen unabhängig (Fig. 4). Die UKM verlagert den Reibungsdruck der Kolbenenden von der Außenfläche des Arbeitsraumes zu den Wellenlagern der UKM im Inneren des Rotors. Im Systemgehäuse, mit annähernd zylindrischem Hohlraum, lagert exzentrisch der Rotor, welcher zwei gekreuzte, diametral gelagerte Bikolben (zwei Kolben an den Enden der Kolbenstange) beim Drehen mitnimmt. Wegen der starren Bikolben ist die Außenfläche des Arbeitsraumes kreiskonchoidenartig geformt. Die Außenfläche des Arbeitsraumes steuert über die Kolbenenden den UKM. Die Bikolben lagern drehbar in Wellen, die im achsialen Abstand von der Größe des Durchmessers des Unwuchtkreises fest miteinander verbunden sind. Die Schwerpunkte der beiden Bikolben drehen sich mit der doppelten Drehgeschwindigkeit des Rotors, um 180° versetzt, um die Unwuchtdrehachse. Die entgegengesetzten Zentrifugalkräfte heben sich auf.

Der Arbeitsraum wird begrenzt durch die Rotoroberfläche, der Oberfläche der Seitenwände (Flanken) und der kreiskonchoidenartig gekrümmten Außenfläche. Diese Außenfläche wird durch die Innenfläche eines speziellen Ringes ersetzt (wegen der konchoidenartig geformten Innenfläche des Ringes: K-Ring) (Fig. 4). Die Außenfläche des K- Ringes ist kreisförmig ausgebildet, um eine Verdrehung in eine andere Lage (90°-Drehung) zu ermöglichen. Der Mittelpunkt des K-Ringes bezogen auf die äußere Kreisform entspricht der Rotorachse und ist deshalb um sie drehbar. Der K-Ring kann aus einem geeigneten Material hergestellt werden. Er ist auswechselbar und kann getrennt vom Gehäuse bearbeitet werden. Er übernimmt einen Teil des Dichtens, verbindet und zentriert die Gehäuseteile (Fig. 2 und 5). Ein Gehäuseteil besteht aus einem zwischen den Arbeitsräumen befindlichen Wandteil (Zwischenteil) und zwei halben Arbeitsraumteilen die an den beiden Seiten des Wandteils angebracht sind. Nach dem Einsetzen der K-Ringe in die Öffnungen der halben Arbeitsräume stehen diese über. Sie verbinden die Gehäuseteile. Beim ersten, offenen Arbeitsraumhalbteil kann eine Zünd- bzw. eine Einspritzsteuerung montiert werden.

Die Ein- und Ausgänge der Arbeitsräume erhalten wegen der Trennfuge zwei Kanäle (Bohrungen). Diese Art der Ein- und Ausgänge beziehen sich auf den ganzen Motor. In den Wandteilen wird, um das Arbeitsmedium von einem System zum anderen zu führen eine Durchführung (Bohrung) eingearbeitet. Die Durchführungskanäle haben dieselbe Querschnittsfläche wie die vorgenannten Bohrungen.

Das Arbeitsmedium wird durch den ganzen Motor (Verdichten, Weiterverdichten, Verbrennen, Nachverbrennen) bis letzten, 4. System geleitete das die Abgase austreibt. Die 90°-Drehung der Arbeitsräume und damit auch der K-Ringe hat keinen behindernden Einfluß auf irgendwelche Funktionen. Die Orte der Durchführungen befinden sich immer an der vorbestimmten Stelle.

Die Durchführungen sind praktisch gedeckelt. Sie sind Sackbohrungen die zu den Arbeitsräumen offen sind.

Am Anfang, sowie am Ende des Motors sind durch den Gehäusemantel Bohrungen anzubringen die ansaugen, bzw. auspuffen lassen. Möglicherweise auch durch seitliche Öffnungen.

Das Arbeitsmedium kann zügig, zylinderfederartig durch den Motor kreisen (Fig. 3).

270° pro System , 1080° bei einem Motor mit 4 Systemen. Das Strömungsdiagramm verdeutlicht den Vorgang.

Beim letzten offenen Arbeitsraumhalbteil wird ähnlich wie beim Anfang des Motorgehäuses kein K-Ring eingesetzt. Es kann eine Pumpe eingebaut oder ein Kühlaggregat angeschlossen werden.

In diesem Drehkolbenmotor wird die Arbeitsmittelströmung geringfügig verzögert, bzw. beschleunigt. Es gibt kein abruptes Verzögern bis zum Stillstand und auch kein abruptes Beschleunigen des Arbeitsmediums, wie bei den Kolbenmotoren.

Damit wird ein fast ideales Bindeglied zwischen dem Kolbenmotor und dem Turbomotor verwirklicht!!!

Beim Kühlen des Motors wird man die Bohrungskühlung anwenden. Für das Abdichten bieten sich gute Lösungen an. Das Abdichten der Kolben durch die Rotorwand wartet noch auf einen genialen Einfall.

Behindernde Aspekte, bezogen auf das Patentieren, sind nicht bekannt.

Die Patentanmeldung vom 3.11.95 Aktenzeichen 195 40 910/8 "Unwuchtkompensation in der Drehkolbenmaschine" ist zu beachten.

Anmelder: Adolf Klaus.


Anspruch[de]
  1. 1. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Drehkolbensysteme mit Unwuchtkompensationsmechanismus, jeweils um 90° verdreht, hintereinander montiert werden.
  2. 2. Die Außenfläche des Arbeitsraumes wird durch einen Ring gebildet, der, zentral im Gehäuse, das Drehen der Arbeitsräume ermöglicht und die Strömungskanäle aufnimmt.






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