DE102010006466A1 - Rotary engine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotationskolbenmotor, umfassend eine Verdichtungsstufe und eine Expansionsstufe mit jeweils einem rotierenden Arbeitskolben zur Verdichtung bzw. Expansion eines Arbeitsgases. Um einen Rotationskolbenmotor bereitzustellen, der noch kürzere Gaswege ermöglicht als ein herkömmlicher Rotationskolbenmotor, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Arbeitskolben der Verdichtungsstufe und der Expansionsstufe in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind, vorzugsweise um eine gemeinsame Rotationsachse drehbar sind.The invention relates to a rotary piston engine, comprising a compression stage and an expansion stage, each with a rotating working piston for compressing or expanding a working gas. In order to provide a rotary piston engine that allows even shorter gas paths than a conventional rotary piston engine, the invention provides that the working pistons of the compression stage and the expansion stage are arranged one behind the other in the axial direction, preferably rotatable about a common axis of rotation.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotationskolbenmotor, umfassend eine Verdichtungsstufe und eine Expansionsstufe mit jeweils einem rotierenden Arbeitskolben zur Verdichtung bzw. Expansion eines Arbeitsgases.The invention relates to a rotary piston engine, comprising a compression stage and an expansion stage, each with a rotating working piston for compression or expansion of a working gas.

Ein gattungsgemäßer Rotationskolbenmotor ist aus der WO 2008/071326 A1 bekannt.A generic rotary piston engine is from the WO 2008/071326 A1 known.

Ein Rotationskolbenmotor ist ein Verbrennungsmotor auf der Basis von rotierenden und funktionell miteinander korrespondierenden Rotationskolben für die Verdichtung bzw. Kompression von Verbrennungsgasen und Expansion von verbrannten Gasen. Das Verbrennungsgas und das verbrannte Gas werden im Rahmen dieser Beschreibung vereinfachend als Arbeitsgas bezeichnet. Bei einem Rotationskolbenmotor sind die Verdichtung des Arbeitsgases und der Übergang des Arbeitsgases von der Verdichtungsstufe in die Expansionsstufe entscheidend für den Wirkungsgrad des Motors. Rotationskolbenmotoren weisen wesentlich höhere Drehzahlen auf als Hubkolbenmotoren wie bspw. Otto-Motoren mit Kolben-Pleuel-Kurbelwelle, führen aber die gleichen Arbeitstakte aus, nämlich Ansaugen, Verdichtung, Zündung und Expansion. Da das Kompressionsvolumen bei Rotationskolbenmotoren erheblich kleiner ist als bei Hubkolbenmotoren, finden deutlich mehr Gasübergänge zwischen den Arbeitstakteinheiten statt und die Leistungsdichte ist wesentlich höher.A rotary piston engine is an internal combustion engine based on rotating and functionally corresponding rotary pistons for the compression of combustion gases and expansion of burned gases. The combustion gas and the burnt gas are referred to in the context of this description simplifying as working gas. In a rotary engine, the compression of the working gas and the transition of the working gas from the compression stage in the expansion stage are crucial for the efficiency of the engine. Rotary piston engines have much higher speeds than reciprocating engines such as. Otto engines with piston-connecting rod crankshaft, but perform the same work cycles, namely suction, compression, ignition and expansion. Since the compression volume in rotary piston engines is considerably smaller than in reciprocating engines, significantly more gas transitions occur between the power stroke units and the power density is much higher.

Die Realisierung von kurzen bis extrem kurzen Gaswegen bzw. Leitungsabschnitten zur Förderung des Arbeitsgases zwischen den Arbeitstakteinheiten ist eine wichtige Forderung.The realization of short to extremely short gas paths or line sections for conveying the working gas between the working cycle units is an important requirement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotationskolbenmotor bereitzustellen, der noch kürzere Gaswege ermöglicht als ein herkömmlicher Rotationskolbenmotor.The invention has for its object to provide a rotary piston engine, which allows even shorter gas paths than a conventional rotary piston engine.

Um die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe zu lösen, wird der Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1 bereit gestellt, der eine Verdichtungsstufe und eine Expansionsstufe mit jeweils einem rotierenden Arbeitskolben zur Verdichtung bzw. Expansion eines Arbeitsgases umfasst, wobei die Arbeitskolben der Verdichtungsstufe und der Expansionsstufe in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind, vorzugsweise um eine gemeinsame Rotationsachse drehbar sind. Die Arbeitskolben der Verdichtungsstufe und der Expansionsstufe können somit in axialer Richtung, d. h. entlang der Rotationsachse, überlappend und unmittelbar benachbart zueinander angeordnet werden, so dass die Gaswege zwischen Expansions- und Verdichtungsstufe gegenüber der herkömmlichen Lösung erheblich verkürzt sind und die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst wird. Vorzugsweise sind auch Hilfskolben, die mit den Arbeitskolben zur Bildung von Verdichtungs- und Expansionskammern mit variierendem Volumen zusammenwirken, in axialer Richtung hintereinander angeordnet und/oder um eine gemeinsame Achse drehbar, so dass die Drehbewegungen der Arbeits- und Hilfskolben leicht synchronisiert werden können.To solve the object underlying the invention, the rotary piston engine is provided according to claim 1, comprising a compression stage and an expansion stage, each with a rotating piston for compression or expansion of a working gas, the working piston of the compression stage and the expansion stage in the axial direction are arranged one behind the other, preferably rotatable about a common axis of rotation. The working piston of the compression stage and the expansion stage can thus in the axial direction, d. H. be arranged along the axis of rotation, overlapping and immediately adjacent to each other, so that the gas paths between the expansion and compression stage compared to the conventional solution are considerably shortened and the object underlying the invention is achieved. Preferably, auxiliary pistons, which cooperate with the working piston to form compression and expansion chambers of varying volume, arranged in the axial direction one behind the other and / or rotatable about a common axis, so that the rotational movements of the working and auxiliary pistons can be easily synchronized.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen beansprucht.Advantageous developments of the invention are claimed in the subclaims.

Es kann von Vorteil sein, wenn die Arbeitskolben der Verdichtungsstufe und der Expansionsstufe auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Arbeitskolben der Verdichtungsstufe und der Expansionsstufe drehfest verbunden oder einteilig bzw. einstückig ausgebildet. Dadurch kann die Expansionsstufe die Verdichtungsstufe nach dem Prinzip einer Fluggasturbine nahezu verlustfrei antreiben, so dass die Notwendigkeit einer Kupplung oder Kraftübertragungseinrichtung zwischen Expansions- und Verdichtungsstufe entfällt.It may be advantageous if the working piston of the compression stage and the expansion stage are arranged on a common shaft. Preferably, the working piston of the compression stage and the expansion stage are rotatably connected or formed in one piece or in one piece. This allows the expansion stage to drive the compression stage according to the principle of an aircraft gas turbine almost lossless, so that the need for a clutch or power transmission device between expansion and compression stage is eliminated.

Es kann sich als hilfreich erweisen, wenn das verdichtete Arbeitsgas zur Zündung radial nach innen in Richtung der Rotationsachse der Arbeitskolben abgeleitet wird. Dadurch kann ein Volumen innerhalb des Arbeitskolbens der Verdichter- und/oder Expansionsstufe zur Zündung und Verbrennung des Arbeitsgases genutzt werden und die Gaswege zwischen Expansions- und Verdichtungsstufe können gegenüber der herkömmlichen Lösung weiter verkürzt werden.It may prove helpful if the compressed working gas is discharged radially inward in the direction of the axis of rotation of the working piston for ignition. Thereby, a volume within the working piston of the compressor and / or expansion stage for ignition and combustion of the working gas can be used and the gas paths between expansion and compression stage can be further reduced compared to the conventional solution.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfüllt die Verdichtungsstufe zumindest eine der folgenden Anforderungen:

  • – Das verdichtete Arbeitsgas wird zur Zündung durch den Arbeitskolben geleitet. Dadurch kann das verdichtete Arbeitsgas auf kurzem Wege in eine innerhalb des Arbeitskolbens angeordnete Zündkammer eingeleitet werden. Durch kurze Leitungswege ergeben sich geringe Druckverluste sowie hohe Verdichtungsverhältnisse.
  • – Der Arbeitskolben umfasst wenigstens eine Öffnung, die den Arbeitskolben durchdringt. Vorzugsweise kann die Verdichtungsstufe, insbesondere eine Verdichtungskammer, die durch den Arbeitskolben, das Gehäuse und einen mit dem Arbeitskolben zusammenwirkenden Hilfskolben gebildet wird, in einem bestimmten Drehwinkelbereich des Arbeitskolbens über die Öffnung direkt mit der Zündkammer kommunizieren. Um ein Rückströmen des verdrängten Arbeitsgases in die Verdichtungskammer zu verhindern, kann zwischen der Verdichtungskammer und der Zündkammer, vorzugsweise im Bereich der Öffnung, ein Rückschlagventil bzw. Einwegeventil angeordnet sein, welches das Arbeitsgas nur von der Verdichtungskammer in die Zündkammer übertreten lässt, nicht aber umgekehrt. Vorzugsweise umfasst die Öffnung eine Vielzahl paralleler Bohrungen, die axial voneinander beabstandet sind.
  • – Die Öffnung durchdringt den Arbeitskolben im Wesentlichen in radialer Richtung. Dadurch kann das verdichtete Arbeitsgas auf kürzestem Wege in eine innerhalb des Arbeitskolbens angeordnete Zündkammer eingeleitet werden. So ergeben sich minimale Druckverluste sowie besonders hohe Verdichtungsverhältnisse.
  • – Der Arbeitskolben umfasst eine Mantelfläche, die gemeinsam mit einem Gehäuse des Rotationskolbenmotors wenigstens einen Ringraumabschnitt definiert. In diesem Ringraumabschnitt kann das Arbeitsgas während einer kontinuierlichen Rotationsbewegung des Arbeitskolbens angesaugt, durchmischt und verdichtet werden.
  • – Die Mantelfläche des Arbeitskolbens ist im Wesentlichen zylindrisch. Dadurch kann der zwischen Gehäuse und Mantelfläche ausgebildete Ringraumabschnitt ideal abdichtet werden. Allerdings kann die Mantelfläche des Arbeitskolbens auch konkav oder konvex ausgebildet sein.
  • – Der Arbeitskolben umfasst wenigstens einen Schieber, der vorzugsweise radial von der Mantelfläche des Arbeitskolbens vorspringt. Der Schieber bewirkt bei einer kontinuierlichen Rotationsbewegung des Arbeitskolbens, dass ein in den zwischen Gehäuse und Mantelfläche ausgebildeten Ringraumabschnitt eingeleitetes Arbeitsgas ideal angesaugt, durchmischt und verdichtet wird.
  • – Der Schieber ist im Querschnitt gesehen evolventenförmig ausgebildet. Dabei bilden die Flanken des Schiebers Teile von Evolventen. Dadurch kann gewährleistet werden, dass sich der Arbeitskolben und der Hilfskolben im Querschnitt gesehen in drei Punkten besonders dicht gegenüberstehen und hervorragend gegeneinander abgedichtet sind. Ferner ergeben sich optimale Strömungseigenschaften des Arbeitsgases. Vorzugsweise verjüngt sich der Schieber vom Fußpunkt zur Spitze und bildet im Kammbereich einen spitzen Winkel.
  • – Der Schieber definiert gemeinsam mit einem Gehäuse des Rotationskolbenmotors und der Mantelfläche des Arbeitskolbens einen vorzugsweise zu allen Seiten hin abgedichteten Ringraumabschnitt. Dadurch lässt sich das Arbeitsvolumen der Verdichtungsstufe in mehrere diskrete Abschnitte unterteilen.
  • – Der Arbeitskolben umfasst mehrere Schieber, die bezogen auf die Rotationsachse des Arbeitskolbens in regelmäßigen Winkelabständen von der Mantelfläche des Arbeitskolbens hervorstehen. Dadurch kann die Anzahl der pro Umdrehung des Arbeitskolbens ablaufenden Arbeitszyklen beliebig erhöht werden.
  • – Der Arbeitskolben umfasst drei Schieber, die bezogen auf die Rotationsachse des Arbeitskolbens in Winkelabständen von 120° von der Mantelfläche des Arbeitskolbens hervorstehen. Bei der Anzahl von drei Schiebern können sich besonders vorteilhafte Leistungseigenschaften des Motors ergeben.
  • – Die Öffnung endet auf einer Flanke des Schiebers, vorzugsweise auf einer in Drehrichtung vorne gelegenen Flanke des Schiebers. Dadurch kann ein Volumen der Verdichtungskammer optimal genutzt werden und es können besonders hohe Verdichtungsverhältnisse erzielt werden.
  • – Der Arbeitskolben ist als doppelwandiger Hohlzylinder ausgebildet, wobei ein Innenzylinder des Arbeitskolbens vorzugsweise eine größere axiale Länge als ein Außenzylinder des Arbeitskolbens aufweist. Durch diese Ausgestaltung weist der Arbeitskolben eine besonders stabile Bauform auf.
  • – Der Arbeitskolben wirkt mit einem Hilfskolben zusammen, um zumindest eine Verdichtungskammer mit variablem Volumen zu definieren. Vorzugsweise bilden der Arbeitskolben und der Hilfskolben gemeinsam mit dem Gehäuse eine Verdichtungskammer mit einem sich verkleinernden Volumen, wenn der Arbeitskolben und der Hilfskolben im bestimmungsgemäßen Drehsinn aneinander abwälzen.
  • – Der Arbeitskolben wirkt mit einem Hilfskolben zusammen, um zumindest eine Ansaugkammer mit variablem Volumen zu definieren. Vorzugsweise bilden der Arbeitskolben und der Hilfskolben gemeinsam mit dem Gehäuse eine Ansaugkammer mit einem sich vergrößernden Volumen, wenn der Arbeitskolben und der Hilfskolben im bestimmungsgemäßen Drehsinn aneinander abwälzen.
  • – Der Hilfskolben umfasst eine im Wesentlichen zylindrische Mantelfläche.
  • – Der Hilfskolben umfasst eine auf die Anzahl der Schieber des Arbeitskolbens abgestimmte Anzahl von Ausnehmungen.
  • – Der Arbeitskolben und der Hilfskolben wälzen nach Art einer Evolventenverzahnung vorzugsweise berührungslos aneinander ab, wobei ein Schieber dichtend in einer Ausnehmung aufgenommen wird.
  • – Der Arbeitskolben und der Hilfskolben sind zwangssynchronisiert drehbar.
In an advantageous development of the invention, the compression stage fulfills at least one of the following requirements:
  • - The compressed working gas is passed to the ignition by the working piston. As a result, the compressed working gas can be introduced by a short path into an ignition chamber arranged inside the working piston. Short cable paths result in low pressure losses and high compression ratios.
  • - The working piston comprises at least one opening which penetrates the working piston. Preferably, the compression stage, in particular a compression chamber formed by the working piston, the housing and an auxiliary piston cooperating with the working piston, can communicate directly with the ignition chamber via the opening in a certain rotational angle range of the working piston. In order to prevent a backflow of the displaced working gas into the compression chamber, a check valve or one-way valve may be arranged between the compression chamber and the ignition chamber, preferably in the region of the opening, which does not allow the working gas to pass from the compression chamber into the ignition chamber but vice versa. Preferably, the opening includes a plurality of parallel bores spaced axially from one another.
  • - The opening penetrates the working piston substantially in the radial direction. As a result, the compressed working gas can be introduced by the shortest route into an ignition chamber arranged inside the working piston. This results in minimal pressure losses and particularly high compression ratios.
  • - The working piston comprises a lateral surface which defines at least one annular space portion together with a housing of the rotary piston engine. In this annulus section, the working gas can be sucked, mixed and compressed during a continuous rotational movement of the working piston.
  • - The lateral surface of the working piston is substantially cylindrical. As a result, the annular space section formed between the housing and the lateral surface can be ideally sealed. However, the lateral surface of the working piston can also be concave or convex.
  • - The working piston comprises at least one slide, which preferably projects radially from the lateral surface of the working piston. The slider causes in a continuous rotational movement of the working piston, that in the formed between the housing and the lateral surface annulus section initiated working gas is ideally sucked, mixed and compressed.
  • - The slide is seen in cross-section evolvent-shaped. The flanks of the slide form parts of involutes. This can ensure that the working piston and the auxiliary piston seen in cross-section are particularly close in three points and are perfectly sealed against each other. Furthermore, optimum flow properties of the working gas result. Preferably, the slider tapers from the base point to the tip and forms an acute angle in the crest region.
  • - The slider defines together with a housing of the rotary piston engine and the lateral surface of the working piston a preferably sealed on all sides annular space portion. As a result, the working volume of the compression stage can be subdivided into a plurality of discrete sections.
  • - The working piston comprises a plurality of slides, which protrude relative to the axis of rotation of the working piston at regular angular intervals from the lateral surface of the working piston. As a result, the number of working cycles per revolution of the working piston can be increased as desired.
  • - The working piston comprises three slides, which protrude relative to the axis of rotation of the working piston at angular intervals of 120 ° from the lateral surface of the working piston. The number of three sliders can give particularly advantageous performance characteristics of the motor.
  • - The opening terminates on a flank of the slider, preferably on a front in the direction of rotation flank of the slider. As a result, a volume of the compression chamber can be optimally utilized and particularly high compression ratios can be achieved.
  • - The working piston is designed as a double-walled hollow cylinder, wherein an inner cylinder of the working piston preferably has a greater axial length than an outer cylinder of the working piston. By this configuration, the working piston on a particularly stable design.
  • - The working piston cooperates with an auxiliary piston to define at least one compression chamber of variable volume. Preferably, the working piston and the auxiliary piston together with the housing form a compression chamber with a decreasing volume, when the working piston and the auxiliary piston in the proper direction of rotation roll against each other.
  • - The working piston cooperates with an auxiliary piston to define at least one suction chamber with variable volume. Preferably, the working piston and the auxiliary piston together with the housing form a suction chamber with an increasing volume when the working piston and the auxiliary piston in the proper direction of rotation roll against each other.
  • - The auxiliary piston comprises a substantially cylindrical lateral surface.
  • - The auxiliary piston comprises a matched to the number of slides of the working piston number of recesses.
  • - The working piston and the auxiliary piston roll in the manner of an involute preferably non-contact from each other, a slider is sealingly received in a recess.
  • - The working piston and the auxiliary piston are forcibly rotatable.

In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfüllt die Expansionsstufe zumindest eine der folgenden Anforderungen:

  • – Das gezündete Arbeitsgas wird zur Expansion radial nach außen, von der Rotationsachse der Arbeitskolben wegführend, geleitet. Durch kurze Leitungswege ergeben sich geringe Druckverluste und ein hoher Wirkungsgrad des Rotationskolbenmotors.
  • – Das gezündete Arbeitsgas wird zur Expansion durch den Arbeitskolben der Expansionsstufe geleitet. Dadurch kann das gezündete Arbeitsgas auf kurzem Wege in die Expansionskammer geleitet werden. So ergeben sich sehr geringe Druckverluste und ein sehr hoher Wirkungsgrad des Rotationskolbenmotors.
  • – Der Arbeitskolben umfasst zumindest eine Öffnung, die den Arbeitskolben durchdringt. Vorzugsweise kann die Expansionsstufe, insbesondere eine Expansionskammer, die durch den Arbeitskolben, das Gehäuse und einen mit dem Arbeitskolben zusammenwirkenden Hilfskolben gebildet wird, in einem bestimmten Drehwinkelbereich des Arbeitskolbens über die Öffnung direkt mit der Zündkammer kommunizieren. Vorzugsweise weist die den Arbeitskolben der Expansionsstufe durchdringende Öffnung eine größere Gesamtquerschnittsfläche auf als die den Arbeitskolben der Verdichtungsstufe durchdringende Öffnung.
  • – Die Öffnung durchdringt den Arbeitskolben im Wesentlichen in radialer Richtung. Dadurch kann das gezündete Arbeitsgas auf kürzestem Wege in die Expansionskammer geleitet werden. Dadurch ergeben sich besonders geringe Druckverluste und ein besonders hoher Wirkungsgrad des Rotationskolbenmotors.
  • – Der Arbeitskolben umfasst eine Mantelfläche, die gemeinsam mit einem Gehäuse des Rotationskolbenmotors wenigstens einen Ringraumabschnitt definiert. In diesem Ringraumabschnitt kann das gezündete Arbeitsgas während einer kontinuierlichen Rotationsbewegung des Arbeitskolbens optimal expandiert und ausgestoßen werden.
  • – Die Mantelfläche des Arbeitskolbens ist im Wesentlichen zylindrisch. Dadurch kann der zwischen Gehäuse und Mantelfläche ausgebildete Ringraumabschnitt ideal abgedichtet werden. Allerdings kann die Mantelfläche des Arbeitskolbens auch konkav oder konvex ausgebildet sein.
  • – Der Arbeitskolben umfasst zumindest einen Schieber, der vorzugsweise radial von der Mantelfläche des Arbeitskolbens vorspringt. Der Schieber bewirkt bei einer kontinuierlichen Rotationsbewegung des Arbeitskolbens, dass die durch Verbrennung des Arbeitsgases freigesetzte Energie optimal auf den Arbeitskolben wirkt und in Rotationsenergie umgesetzt wird.
  • – Der Schieber ist im Querschnitt gesehen evolventenförmig ausgebildet. Dabei bilden die Flanken des Schiebers Teile von Evolventen. Dadurch kann gewährleistet werden, dass sich der Arbeitskolben und der Hilfskolben im Querschnitt gesehen in drei Punkten besonders dicht gegenüberstehen und hervorragend gegeneinander abgedichtet sind. Ferner ergeben sich optimale Strömungseigenschaften des Arbeitsgases. Diese Querschnittsform begünstigt die Strömungseigenschaften des expandierenden Arbeitsgases in dem zwischen Gehäuse und Mantelfläche ausgebildeten Ringraumabschnitt.
  • – Der Schieber definiert gemeinsam mit einem Gehäuse des Rotationskolbenmotors und der Mantelfläche des Arbeitskolbens einen vorzugsweise zu allen Seiten hin abgedichteten Ringraumabschnitt. Dadurch kann das Arbeitsvolumen der Expansionsstufe in mehrere diskrete Abschnitte unterteilt werden.
  • – Der Arbeitskolben umfasst mehrere Schieber, die bezogen auf die Rotationsachse des Arbeitskolbens in regelmäßigen Winkelabständen von der Mantelfläche des Arbeitskolbens hervorstehen. Dadurch kann die Anzahl der pro Umdrehung des Arbeitskolbens ablaufenden Arbeitszyklen beliebig erhöht werden.
  • – Der Arbeitskolben umfasst drei Schieber, die bezogen auf die Rotationsachse des Arbeitskolbens in Winkelabständen von 120° von der Mantelfläche des Arbeitskolbens hervorstehen. Bei dieser Anzahl von Schiebern können sich besonders vorteilhafte Leitungseigenschaften des Motors ergeben.
  • – Die Öffnung endet auf einer Flanke des Schiebers, vorzugsweise auf der in Drehrichtung hinten gelegenen Flanke des Schiebers. Dadurch kann die Expansionsenergie des gezündeten Arbeitsgases zusätzlich als Antrieb zur Beschleunigung des Arbeitskolbens genutzt werden. Vorzugsweise wirkt die auf der Flanke des Schiebers endende Öffnung als Düse, so dass der Arbeitskolben beim Austritt des Arbeitsgases mit einem Drehmoment beaufschlagt wird.
  • – Der Arbeitskolben ist als einwandiger Zylinder ausgebildet. In dieser Bauform kann der Arbeitskolben kostengünstig hergestellt werden.
  • – Der Arbeitskolben wirkt mit einem Hilfskolben zusammen, um zumindest eine Expansionskammer mit variablem Volumen zu definieren. Vorzugsweise bilden der Arbeitskolben und der Hilfskolben gemeinsam mit dem Gehäuse eine Expansionskammer mit einem sich vergrößernden Volumen, wenn der Arbeitskolben und der Hilfskolben im bestimmungsgemäßen Drehsinn aneinander abwälzen.
  • – Der Hilfskolben umfasst eine im Wesentlichen zylindrische Mantelfläche.
  • – Der Hilfskolben umfasst eine auf die Anzahl der Schieber des Arbeitskolbens abgestimmte Anzahl von Ausnehmungen.
  • – Der Arbeitskolben und der Hilfskolben wälzen nach Art einer Evolventenverzahnung vorzugsweise berührungslos aneinander ab, wobei ein Schieber dichtend in einer Ausnehmung aufgenommen wird.
  • – Der Arbeitskolben und der Hilfskolben sind zwangssynchronisiert drehbar.
In another advantageous embodiment of the invention, the expansion stage meets at least one of the following requirements:
  • - The ignited working gas is for expansion radially outward, leading away from the axis of rotation of the working piston, passed. Short conduction paths result in low pressure losses and high efficiency of the rotary piston engine.
  • - The ignited working gas is passed for expansion through the working piston of the expansion stage. This allows the ignited working gas in a short path into the expansion chamber be directed. This results in very low pressure losses and a very high efficiency of the rotary piston engine.
  • - The working piston comprises at least one opening which penetrates the working piston. Preferably, the expansion stage, in particular an expansion chamber, which is formed by the working piston, the housing and an auxiliary piston cooperating with the working piston, communicate directly with the ignition chamber via the opening in a certain rotational angle range of the working piston. Preferably, the aperture which penetrates the working piston of the expansion stage has a larger overall cross-sectional area than the aperture penetrating the working piston of the compression stage.
  • - The opening penetrates the working piston substantially in the radial direction. As a result, the ignited working gas can be directed by the shortest route into the expansion chamber. This results in particularly low pressure losses and a particularly high efficiency of the rotary piston engine.
  • - The working piston comprises a lateral surface which defines at least one annular space portion together with a housing of the rotary piston engine. In this annular space portion, the ignited working gas can be optimally expanded and ejected during a continuous rotational movement of the working piston.
  • - The lateral surface of the working piston is substantially cylindrical. As a result, the annular space section formed between the housing and the lateral surface can be ideally sealed. However, the lateral surface of the working piston can also be concave or convex.
  • - The working piston comprises at least one slide, which preferably projects radially from the lateral surface of the working piston. The slider causes in a continuous rotational movement of the working piston, that the energy released by combustion of the working gas optimally acts on the working piston and is converted into rotational energy.
  • - The slide is seen in cross-section evolvent-shaped. The flanks of the slide form parts of involutes. This can ensure that the working piston and the auxiliary piston seen in cross-section are particularly close in three points and are perfectly sealed against each other. Furthermore, optimum flow properties of the working gas result. This cross-sectional shape favors the flow characteristics of the expanding working gas in the annular space formed between the housing and the lateral surface.
  • - The slider defines together with a housing of the rotary piston engine and the lateral surface of the working piston a preferably sealed on all sides annular space portion. As a result, the working volume of the expansion stage can be divided into several discrete sections.
  • - The working piston comprises a plurality of slides, which protrude relative to the axis of rotation of the working piston at regular angular intervals from the lateral surface of the working piston. As a result, the number of working cycles per revolution of the working piston can be increased as desired.
  • - The working piston comprises three slides, which protrude relative to the axis of rotation of the working piston at angular intervals of 120 ° from the lateral surface of the working piston. With this number of slides, particularly advantageous line properties of the motor can result.
  • - The opening terminates on a flank of the slider, preferably on the rearward in the direction of rotation flank of the slider. As a result, the expansion energy of the ignited working gas can additionally be used as a drive for accelerating the working piston. Preferably, the ending on the flank of the slide opening acts as a nozzle, so that the working piston is acted upon the outlet of the working gas with a torque.
  • - The working piston is designed as a single-walled cylinder. In this design, the working piston can be produced inexpensively.
  • The working piston cooperates with an auxiliary piston to define at least one variable volume expansion chamber. Preferably, the working piston and the auxiliary piston together with the housing form an expansion chamber with an increasing volume when the working piston and the auxiliary piston in the proper direction of rotation roll against each other.
  • - The auxiliary piston comprises a substantially cylindrical lateral surface.
  • - The auxiliary piston comprises a matched to the number of slides of the working piston number of recesses.
  • - The working piston and the auxiliary piston roll in the manner of an involute preferably non-contact from each other, a slider is sealingly received in a recess.
  • - The working piston and the auxiliary piston are forcibly rotatable.

Es kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn der Rotationskolbenmotor eine Zündkammer aufweist, die zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt:

  • – Die Zündkammer ist zumindest abschnittsweise radial innerhalb des Arbeitskolbens der Verdichtungsstufe und/oder radial innerhalb des Arbeitskolbens der Expansionsstufe angeordnet. Diese Anordnung erweist sich als besonders kompakt.
  • – Die Zündkammer kann in einem vorzugsweise verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitskolbens mit der Verdichtungsstufe, insbesondere mit der Verdichtungskammer, kommunizieren. Dadurch wird das verdichtete Arbeitsgas nicht schlagartig in die Zündkammer eingeleitet. Im Ergebnis können bessere Verbrennungseigenschaften erzielt werden. Der optimale Zündzeitpunkt und das optimale Zeitfenster für das Einleiten des Arbeitsgases in die Zündkammer variieren mit den Betriebsbedingungen des Rotationskolbenmotors. Die erfindungsgemäß vorgesehene Verstellbarkeit des Zeitfensters für das Einleiten des Arbeitsgases in die Zündkammer und/oder die erfindungsgemäß vorgesehene Verstellbarkeit des Zündzeitpunkts im Verhältnis zu einer Drehwinkelstellung des Arbeitskolbens der Verdichtungsstufe kann die Leistung des Rotationskolbenmotors erheblich verbessern.
  • – Die Zündkammer kann in einem vorzugsweise verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitskolbens mit der Expansionsstufe, insbesondere mit der Expansionskammer, kommunizieren. Dadurch wird das entzündete Arbeitsgas nicht schlagartig in die Expansionskammer eingeleitet. Im Ergebnis können bessere Expansionseigenschaften erzielt werden. Insbesondere kann der Schieber des Arbeitskolbens rechtwinklig mit der Kraft des expandierenden Arbeitsgases beaufschlagt werden. Somit kann gewährleistet werden dass die Expansionsenergie des Arbeitsgases maximal ausgenutzt werden kann. Das optimale Zeitfenster für das Einleiten des Arbeitsgases in die Expansionskammer variiert mit den Betriebsbedingungen des Rotationskolbenmotors. Die erfindungsgemäß vorgesehene Verstellbarkeit des Zeitfensters für das Einleiten des Arbeitsgases in die Expansionskammer im Verhältnis zu einer Drehwinkelstellung des Arbeitskolbens der Expansionsstufe kann die Leistung des Rotationskolbenmotors erheblich verbessern.
  • – Die Zündkammer kann in einem vorzugsweise verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitskolbens weder mit der Verdichtungsstufe noch mit der Expansionsstufe kommunizieren. Dadurch kann ein verdichtetes Arbeitsgas auch ohne gesonderte Ventile in der Zündkammer eingeschlossen werden.
  • – Die Zündkammer umfasst einen Zündkammerzulauf, der in einem vorzugsweise verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitskolbens der Verdichtungsstufe über die Öffnung mit einer Verdichtungskammer kommunizieren kann.
  • – Die Zündkammer umfasst einen Zündkammerablauf, der in einem vorzugsweise verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitskolbens der Expansionsstufe über die Öffnung mit einer Expansionskammer kommunizieren kann.
  • – Die Zündkammer umfasst eine Zündkerze, die im Wesentlichen parallel zu einer Rotationsachse der Arbeitskolben ausgerichtet ist.
It may prove advantageous if the rotary piston engine has an ignition chamber which fulfills at least one of the following requirements:
  • - The ignition chamber is at least partially radially disposed within the working piston of the compression stage and / or radially within the working piston of the expansion stage. This arrangement proves to be particularly compact.
  • The ignition chamber can communicate in a preferably adjustable rotational angle range of the working piston with the compression stage, in particular with the compression chamber. As a result, the compressed working gas is not suddenly introduced into the ignition chamber. As a result, better combustion characteristics can be achieved. The optimum ignition timing and the optimal time window for introducing the working gas into the ignition chamber vary with the operating conditions of the rotary piston engine. The inventively provided adjustability of the time window for the introduction of the working gas into the ignition chamber and / or the inventively provided adjustability of the ignition timing in relation to a rotational angle position of the working piston of the compression stage can significantly improve the performance of the rotary piston engine.
  • The ignition chamber can communicate with the expansion stage, in particular with the expansion chamber, in a preferably adjustable rotation angle range of the working piston. As a result, the ignited working gas is not suddenly introduced into the expansion chamber. As a result, better expansion characteristics can be achieved. In particular, the slide of the working piston can be acted upon at right angles to the force of the expanding working gas. Thus, it can be ensured that the expansion energy of the working gas can be maximally utilized. The optimal time window for introducing the working gas into the expansion chamber varies with the operating conditions of the rotary piston engine. The inventively provided adjustability of the time window for the introduction of the working gas into the expansion chamber in relation to a rotational angle position of the working piston of the expansion stage can significantly improve the performance of the rotary piston engine.
  • - The ignition chamber can communicate in a preferably adjustable rotational angle range of the working piston neither with the compression stage nor with the expansion stage. As a result, a compressed working gas can also be enclosed in the ignition chamber without separate valves.
  • - The ignition chamber comprises a Zündkammerzulauf, which can communicate in a preferably adjustable rotation angle range of the working piston of the compression stage via the opening with a compression chamber.
  • - The ignition chamber comprises a Zündkammerablauf, which can communicate in a preferably adjustable rotation angle range of the working piston of the expansion stage via the opening with an expansion chamber.
  • - The ignition chamber comprises a spark plug, which is aligned substantially parallel to an axis of rotation of the working piston.

Es kann hilfreich sein, wenn der Rotationskolbenmotor eine Steuerkonsole aufweist, die zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt:

  • – Die Steuerkonsole ist verstellbar, vorzugsweise verdrehbar, im Gehäuse des Rotationskolbenmotors angeordnet.
  • – Die Steuerkonsole kann gegenüber dem Gehäuse des Rotationskolbenmotors um einen Winkel von +/–30°, vorzugsweise +/–20°, bevorzugt +/–10°, besonders bevorzugt +/–5° bezogen auf die Rotationsachse der Arbeitskolben verdreht werden.
  • – Die Zündkammer und/oder der Zündkammerzulauf und/oder der Zündkammerablauf und/oder die Zündkerze ist/sind in der Steuerkonsole angeordnet.
  • – Die Steuerkonsole umfasst einen ersten zylindrischen Abschnitt, der radial innerhalb des Arbeitskolbens der Verdichtungsstufe angeordnet ist. Dieser Abschnitt hat vorzugsweise keine Lagerfunktion und ist von dem Innenzylinder und/oder von dem Außenzylinder des Arbeitskolbens der Verdichtungsstufe geringfügig beabstandet, so dass sich jeweils ein Spalt ergibt. Gegebenenfalls kann zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt der Steuerkonsole und dem Arbeitskolben der Verdichtungsstufe aber ein Rillenkugellager vorgesehen werden. Vorzugsweise umfasst der erste zylindrische Abschnitt den Zündkammerzulauf, der auf einer Mantelfläche eine in Umfangsrichtung verlaufende Rinne oder Nut aufweist. Diese Rinne oder Nut wird in einem entsprechenden Drehwinkelbereich des Arbeitskolbens der Verdichtungsstufe von der Öffnung im Arbeitskolben der Verdichtungsstufe überstrichen und kann mit dieser Öffnung kommunizieren, so dass das verdichtete Arbeitsgas in die Zündkammer einströmen kann. Vorzugsweise befindet sich in Drehrichtung des Arbeitskolbens der Verdichtungsstufe am Ende der Rinne oder Nut eine Öffnung, über welche die Rinne oder Nut mit einem in die Zündkammer führenden Kanal kommunizieren kann. Bevorzugt ist für jede Öffnung pro Schieber am Arbeitskolben der Verdichtungsstufe eine entsprechende Rinne oder Nut vorgesehen.
  • – Die Steuerkonsole umfasst einen zweiten zylindrischen Abschnitt, der radial innerhalb des Arbeitskolbens der Expansionsstufe angeordnet ist. Dieser Abschnitt hat vorzugsweise keine Lagerfunktion und ist von dem Arbeitskolben der Expansionsstufe geringfügig beabstandet, so dass sich ein Spalt ergibt. Gegebenenfalls kann zwischen dem zweiten zylindrischen Abschnitt der Steuerkonsole und dem Arbeitskolben der Expansionsstufe aber ein Rillenkugellager vorgesehen werden. Vorzugsweise umfasst die Steuerkonsole auf einer Mantelfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts einen Zündkammerablauf mit zumindest einer in Umfangsrichtung verlaufenden Öffnung, die in einem entsprechenden Drehwinkelbereich des Arbeitskolbens der Expansionsstufe von der Öffnung im Arbeitskolben der Expansionsstufe überstrichen wird und mit dieser Öffnung kommunizieren kann. Bevorzugt ist für jeden Zündkammerablauf eine entsprechende Öffnung pro Schieber am Arbeitskolben der Expansionsstufe vorgesehen.
It may be helpful if the rotary piston engine has a control console that meets at least one of the following requirements:
  • - The control console is adjustable, preferably rotatable, arranged in the housing of the rotary piston engine.
  • - The control panel can be rotated relative to the housing of the rotary piston engine by an angle of +/- 30 °, preferably +/- 20 °, preferably +/- 10 °, more preferably +/- 5 ° relative to the axis of rotation of the working piston.
  • The ignition chamber and / or the ignition chamber inlet and / or the ignition chamber outlet and / or the spark plug is / are arranged in the control console.
  • - The control console comprises a first cylindrical portion which is arranged radially within the working piston of the compression stage. This section preferably has no bearing function and is slightly spaced from the inner cylinder and / or the outer cylinder of the working piston of the compression stage, so that in each case results in a gap. Optionally, however, a deep groove ball bearing can be provided between the first cylindrical portion of the control console and the working piston of the compression stage. Preferably, the first cylindrical portion comprises the Zündkammerzulauf having on a lateral surface a circumferential groove or groove. This groove or groove is swept in a corresponding rotational angle range of the working piston of the compression stage of the opening in the working piston of the compression stage and can communicate with this opening, so that the compressed working gas can flow into the ignition chamber. Preferably located in the direction of rotation of the working piston of the compression stage at the end of the groove or groove an opening through which the groove or groove can communicate with a channel leading into the ignition chamber. Preferably, a corresponding groove or groove is provided for each opening per slide on the working piston of the compression stage.
  • - The control console comprises a second cylindrical portion which is disposed radially within the working piston of the expansion stage. This section preferably has no bearing function and is slightly spaced from the working piston of the expansion stage, so that there is a gap. Optionally, between the second cylindrical portion of the Control console and the working piston of the expansion stage but a deep groove ball bearings are provided. Preferably, the control console on a lateral surface of the second cylindrical portion comprises a Zündkammerablauf with at least one circumferential opening which is swept in a corresponding rotational angle range of the working piston of the expansion stage of the opening in the working piston of the expansion stage and can communicate with this opening. Preferably, a corresponding opening per slide on the working piston of the expansion stage is provided for each Zündkammerablauf.

Es kann von Vorteil sein, wenn der Rotationskolbenmotor ein Gehäuse aufweist, das zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt:

  • – Das Gehäuse ist mehrteilig aus im Wesentlichen plattenförmigen Teilen aufgebaut. Die modulare Bauweise erleichtert die Montage des Gehäuses.
  • – Das Gehäuse umfasst einen vorderseitigen Gehäusedeckel, einen Gehäuserahmen für die Verdichtungsstufe, einen Gehäuserahmen für die Expansionsstufe und einen rückseitigen Gehäusedeckel. Durch separate Gehäuserahmen für die Verdichtungsstufe und die Expansionsstufe sowie beidseitige Gehäusedeckel können die entsprechenden Bauteile optimal montiert werden.
  • – Zumindest zwei Gehäuseteile sind gegeneinander abgedichtet. Dadurch ergeben sich im Betrieb des Rotationskolbenmotors geringe Druckverluste und ein hoher Wirkungsgrad.
  • – Das Gehäuse umfasst einen im Wesentlichen quaderförmigen Umriss. Diese Bauform erweist sich als besonders kompakt und stabil.
  • – Das Gehäuse umfasst eine Schnittstelle für einen Kraftstoffzulauf und/oder eine Schnittstelle für einen Gehäuse-Kühlkreislauf und/oder eine Schnittstelle für einen Steuerkonsolen-Kühlkreislauf und/oder einen Abgasausgang und/oder Schnittstellen für Daten- und Signalübertragung. Dadurch kann der erfindungsgemäße Rotationskolbenmotor leicht an bestehende Einrichtungen angeschlossen werden.
  • – Das Gehäuse umfasst einen Kraftstoffzulauf, in welchem einem Kugelrückschlagventil angeordnet ist.
It may be advantageous if the rotary piston engine has a housing which fulfills at least one of the following requirements:
  • - The housing is constructed in several parts of substantially plate-shaped parts. The modular design facilitates the assembly of the housing.
  • - The housing includes a front housing cover, a compression frame housing frame, an expansion stage housing frame, and a rear housing cover. Separate housing frames for the compression stage and the expansion stage, as well as double-sided housing covers, allow optimal mounting of the corresponding components.
  • - At least two housing parts are sealed against each other. This results in the operation of the rotary piston engine low pressure losses and high efficiency.
  • - The housing comprises a substantially cuboid outline. This design proves to be particularly compact and stable.
  • The housing comprises an interface for a fuel inlet and / or an interface for a housing cooling circuit and / or an interface for a control console cooling circuit and / or an exhaust outlet and / or interfaces for data and signal transmission. Thereby, the rotary piston engine according to the invention can be easily connected to existing facilities.
  • - The housing comprises a fuel inlet, in which a ball check valve is arranged.

Es kann sich als nützlich erweisen, wenn der Rotationskolbenmotor zumindest eine Welle aufweist, die zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt:

  • – Die Welle ist drehbar im Gehäuse angeordnet.
  • – Die Welle erstreckt sich vollständig durch das Gehäuse und steht auf gegenüber liegenden Seiten aus dem Gehäuse hervor.
  • – Die Welle ist als Arbeitswelle ausgebildet, auf welcher der Arbeitskolben der Verdichtungsstufe und/oder der Arbeitskolben der Expansionsstufe fest oder verstellbar angeordnet ist/sind.
  • – Die Welle ist als Hilfswelle ausgebildet, auf welcher Hilfskolben der Verdichtungsstufe und/oder der Hilfskolben der Expansionsstufe fest oder verstellbar angeordnet ist/sind.
  • – Die Arbeits- und Hilfswellen sind durch ein Getriebe miteinander gekoppelt.
  • – Das Getriebe ist als Zahnradgetriebe ausgebildet.
  • – Die Zahnräder des Zahnradgetriebes sind außerhalb des Gehäuses angeordnet.
  • – Die Zahnräder des Zahnradgetriebes sind als Stirnräder, vorzugsweise schräg verzahnte Stirnräder, ausgebildet.
  • – Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes beträgt 1:1.
It may be useful if the rotary piston engine has at least one shaft that meets at least one of the following requirements:
  • - The shaft is rotatably mounted in the housing.
  • - The shaft extends completely through the housing and protrudes on opposite sides of the housing.
  • - The shaft is designed as a working shaft on which the working piston of the compression stage and / or the working piston of the expansion stage is fixed or adjustable arranged / are.
  • - The shaft is designed as an auxiliary shaft on which auxiliary piston of the compression stage and / or the auxiliary piston of the expansion stage is fixed or adjustable arranged / are.
  • - The working and auxiliary shafts are coupled together by a gear.
  • - The transmission is designed as a gear transmission.
  • - The gears of the gear transmission are arranged outside the housing.
  • - The gears of the gear transmission are designed as spur gears, preferably helical spur gears.
  • - The transmission ratio of the gearbox is 1: 1.

Es kann praktisch sein, wenn der Rotationskolbenmotor zumindest einen Kühlkreislauf aufweist. Vorzugsweise umfasst der Rotationskolbenmotor zumindest zwei getrennte Kühlkreisläufe, bspw. für das Gehäuse und/oder für die Steuerkonsole.It may be practical if the rotary piston engine has at least one cooling circuit. Preferably, the rotary piston engine comprises at least two separate cooling circuits, for example for the housing and / or for the control console.

Es kann sich als hilfreich erweisen, wenn der Rotationskolbenmotor einen Vergaser zur Aufbereitung des Arbeitsgases aufweist.It may prove helpful if the rotary piston engine has a carburetor for the treatment of the working gas.

Es kann sich aber auch als hilfreich erweisen, wenn der Rotationskolbenmotor eine Einspritzvorrichtung zur Einspritzung des Arbeitsgases in die Verdichtungsstufe oder in die Zündkammer aufweist.However, it may also prove to be helpful if the rotary piston engine has an injection device for injecting the working gas into the compression stage or into the ignition chamber.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Rotationskolbenmotor, umfassend eine Verdichtungsstufe und eine Expansionsstufe mit jeweils einem rotierenden Arbeitskolben zur Verdichtung bzw. Expansion eines Arbeitsgases sowie eine Zündkammer zur Zündung und Verbrennung des Arbeitsgases, wobei die Zündkammer in einem verstellbaren Drehwinkelbereich des jeweiligen Arbeitskolbens mit der Verdichtungsstufe und/oder mit der Expansionsstufe kommunizieren kann. Vorzugsweise ist/sind der Beginn und/oder das Ende des Drehwinkelbereichs verstellbar und/oder der Drehwinkelbereich kann als solcher verschoben werden. In einem ersten verstellbaren Drehwinkelbereich kann die Zündkammer bevorzugt nur mit der Verdichtungsstufe kommunizieren, in einem zweiten verstellbaren Drehwinkelbereich bevorzugt weder mit der Verdichtungsstufe noch mit der Expansionsstufe kommunizieren, und in einem dritten verstellbaren Drehwinkelbereich bevorzugt nur mit der Expansionsstufe kommunizieren. Der Rotationskolbenmotor nach diesem Aspekt der Erfindung ist mit jedem der in der Beschreibung und den Ansprüchen genannten Merkmale kombinierbar.Another aspect of the invention relates to a rotary piston engine, comprising a compression stage and an expansion stage, each with a rotating piston for compression or expansion of a working gas and an ignition chamber for ignition and combustion of the working gas, wherein the ignition chamber in an adjustable rotation angle range of the respective working piston with the Compaction level and / or can communicate with the expansion stage. Preferably, the beginning and / or the end of the rotation angle range is / are adjustable and / or the rotation angle range can be shifted as such. In a first adjustable rotation angle range, the ignition chamber can preferably communicate only with the compression stage, in a second adjustable rotation angle range preferably communicate neither with the compression stage nor with the expansion stage, and preferably communicate with the expansion stage in a third adjustable rotation angle range. The rotary piston engine according to this aspect of the invention can be combined with any of the features mentioned in the description and the claims.

Es kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn der Drehwinkelbereich des jeweiligen Arbeitskolbens, in welchem die Zündkammer mit der Verdichtungsstufe und/oder mit der Expansionsstufe kommunizieren kann, in Abhängigkeit von einer Messgröße, vorzugsweise der Drehzahl des jeweiligen Arbeitskolbens, gesteuert oder geregelt wird. Vorzugsweise ist/sind der Beginn und/oder das Ende des Drehwinkelbereichs regel- oder steuerbar und/oder der Drehwinkelbereich kann als solcher verschoben werden.It can prove to be advantageous if the rotational angle range of the respective working piston, in which the ignition chamber can communicate with the compression stage and / or with the expansion stage, is controlled or regulated as a function of a measured variable, preferably the rotational speed of the respective working piston. Preferably, the beginning and / or the end of the rotation angle range is / are controllable and / or the rotation angle range can be shifted as such.

Noch ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Rotationskolbenmotor, umfassend eine Verdichtungsstufe und eine Expansionsstufe mit jeweils einem rotierenden Arbeitskolben zur Verdichtung bzw. Expansion eines Arbeitsgases sowie eine Zündkammer zur Zündung und Verbrennung des Arbeitsgases, wobei die Zündkammer zumindest abschnittsweise radial innerhalb des Arbeitskolbens der Verdichtungsstufe und/oder radial innerhalb des Arbeitskolbens der Expansionsstufe angeordnet ist. Der Rotationskolbenmotor nach diesem Aspekt der Erfindung ist mit jedem der in der Beschreibung und den Ansprüchen genannten Merkmale kombinierbar.Yet another aspect of the invention relates to a rotary piston engine comprising a compression stage and an expansion stage, each with a rotating piston for compression or expansion of a working gas and an ignition chamber for ignition and combustion of the working gas, the ignition chamber at least partially radially within the working piston of the compression stage and / or is arranged radially within the working piston of the expansion stage. The rotary piston engine according to this aspect of the invention can be combined with any of the features mentioned in the description and the claims.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch Kombinationen der in den Ansprüchen und in der Beschreibung genannten Merkmale und Teilmerkmale.Further advantageous developments of the invention result from combinations of the features and sub-features mentioned in the claims and in the description.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors. 1 shows a side view of the rotary piston engine according to the invention.

2 zeigt eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors. 2 shows a front view of the rotary piston engine according to the invention.

3 zeigt einen Schnitt III-III aus 2, der durch die Arbeits- und Hilfswellen verläuft. 3 shows a section III-III 2 passing through the working and auxiliary shafts.

4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Vorderseite des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors. 4 shows a perspective view of the front of the rotary piston engine according to the invention.

5 zeigt eine andere perspektivische Ansicht der Vorderseite des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors. 5 shows another perspective view of the front of the rotary piston engine according to the invention.

6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Rückseite des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors. 6 shows a perspective view of the back of the rotary piston engine according to the invention.

7 zeigt eine Rückansicht des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors. 7 shows a rear view of the rotary piston engine according to the invention.

8 zeigt eine perspektivische Teilschnittansicht der Rückseite des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors. 8th shows a perspective partial sectional view of the back of the rotary piston engine according to the invention.

9 zeigt eine perspektivische Teilschnittansicht der Arbeitswelle des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors mit Steuerkonsole und ohne Stirnrad. 9 shows a perspective partial sectional view of the working shaft of the rotary piston engine according to the invention with control console and without spur gear.

10 zeigt eine perspektivische Ansicht der Arbeitswelle des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors mit Steuerkonsole und mit Stirnrad. 10 shows a perspective view of the working shaft of the rotary piston engine according to the invention with control console and with spur gear.

11 zeigt eine andere perspektivische Ansicht der Arbeitswelle des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors mit Steuerkonsole und mit Stirnrad. 11 shows another perspective view of the working shaft of the rotary piston engine according to the invention with control console and with spur gear.

12 zeigt eine perspektivische Ansicht der Arbeitswelle und der Hilfswelle des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors im Kopplungszustand. 12 shows a perspective view of the working shaft and the auxiliary shaft of the rotary piston engine according to the invention in the coupling state.

13 zeigt eine perspektivische Ansicht der Steuerkonsole des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors. 13 shows a perspective view of the control console of the rotary piston engine according to the invention.

14 zeigt eine andere perspektivische Ansicht der Steuerkonsole des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors. 14 shows another perspective view of the control console of the rotary piston engine according to the invention.

15 zeigt eine Explosionsdarstellung der Arbeitswelle des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors mit Steuerkonsole. 15 shows an exploded view of the working shaft of the rotary piston engine according to the invention with control console.

16 zeigt eine perspektivische Teilschnittansicht der Arbeitswelle und der Steuerkonsole des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors im bestimmungsgemäßen Montagezustand ohne Stirnrad. 16 shows a perspective partial sectional view of the working shaft and the control console of the rotary piston engine according to the invention in the intended mounting state without spur gear.

17 zeigt eine perspektivische Ansicht der Vorderseite des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors im bestimmungsgemäßen Montagezustand ohne Stirnräder und ohne vorderseitige Gehäuseabdeckung. 17 shows a perspective view of the front of the rotary piston engine according to the invention in the intended mounting state without spur gears and without front housing cover.

18 zeigt den erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotor im bestimmungsgemäßen Montagezustand ohne Stirnräder und ohne vorderseitige Gehäuseabdeckung in einem Arbeitszustand der Verdichtungsstufe. 18 shows the rotary piston engine according to the invention in the intended mounting state without spur gears and without front housing cover in a working state of the compression stage.

19 zeigt schematisch den erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotor ohne Stirnräder und ohne vorderseitige Gehäuseabdeckung in einem ersten Arbeitszustand der Expansionsstufe. 19 shows schematically the rotary piston engine according to the invention without spur gears and without front housing cover in a first operating state of the expansion stage.

20 zeigt schematisch den erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotor ohne Stirnräder und ohne vorderseitige Gehäuseabdeckung in einem zweiten Arbeitszustand der Expansionsstufe. 20 schematically shows the rotary piston engine according to the invention without spur gears and without front housing cover in a second operating state of the expansion stage.

Detaillierte Beschreibung des bevorzugten AusführungsbeispielsDetailed Description of the Preferred Embodiment

Der Aufbau des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors 1 mit dessen einzelnen Bestandteilen wird nachstehend mit Bezug auf die 1 bis 18 detailliert beschrieben.The structure of the rotary piston engine according to the invention 1 with its individual Components will be described below with reference to 1 to 18 described in detail.

Gehäusecasing

1 zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors 1. Das Gehäuse 10 des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors 1 umfasst einen vorderseitigen Gehäusedeckel 101, einen Gehäuserahmen 102 für die Verdichtungsstufe 2, einen Gehäuserahmen 103 für die Expansionsstufe 3 und einen rückseitigen Gehäusedeckel 104. Die Rahmenteile werden über Verbindungsmittel, bspw. in der Gestalt von Schraubenbolzen 105, welche die Rahmenteile 102, 103 und die vorder- und rückseitigen Gehäusedeckel 101 und 104 durchdringen, zusammengehalten. Am Gehäuse befinden sich diverse Peripherie-Schnittstellen wie Anschlüsse für einen Kraftstoffzulauf 11 (2), Anschlüsse 12 (2) für einen Gehäuse-Kühlkreislauf, Anschlüsse 13 für einen Steuerkonsolen-Kühlkreislauf, ein Abgasrohr bzw. Auspuff 14, ein Anschlussstück für Zündkerzen 15, ein Zündkabel 16 sowie eine Verstellvorrichtung 17 für eine Steuerkonsole 6. Zusätzlich können Anschlüsse für eine elektronische Daten- und/oder Signalübertragung vorgesehen werden. Durch das Gehäuse erstrecken sich eine Arbeitswelle 4 und parallel dazu eine Hilfswelle 5, die sich über außerhalb des Gehäuses 10 befindliche Stirnräder 40, 50 in Zahneingriff befinden, so dass die Drehbewegungen der Arbeitswelle 4 und der Hilfswelle 5 entsprechend gekoppelt und zwangssynchronisiert sind. In einer Gehäuseöffnung ist die sog. Steuerkonsole 6 aufgenommen, die um die Rotationsachse der Arbeitswelle 4 gegenüber dem Gehäuse 10 drehbar ist, wobei die Dreh- bzw. Winkelstellung der Steuerkonsole 6 gegenüber dem Gehäuse 10 über die Verstellvorrichtung 17 geändert werden kann. 1 shows a side view of the rotary piston engine according to the invention 1 , The housing 10 the rotary piston engine according to the invention 1 includes a front housing cover 101 , a case frame 102 for the compression level 2 , a case frame 103 for the expansion stage 3 and a rear housing cover 104 , The frame parts are via connecting means, for example. In the form of bolts 105 which the frame parts 102 . 103 and the front and rear housing covers 101 and 104 penetrate, held together. On the housing are various peripheral interfaces such as connections for a fuel inlet 11 ( 2 ), Connections 12 ( 2 ) for a housing cooling circuit, connections 13 for a control console cooling circuit, an exhaust pipe or exhaust 14 , a connector for spark plugs 15 , an ignition cable 16 as well as an adjusting device 17 for a control console 6 , In addition, connections for an electronic data and / or signal transmission can be provided. Through the housing extending a working shaft 4 and parallel to an auxiliary shaft 5 that are about outside the case 10 located spur gears 40 . 50 be in meshing, so that the rotational movements of the working shaft 4 and the auxiliary shaft 5 are appropriately coupled and zwangsssynchronisiert. In a housing opening is the so-called control panel 6 taken up around the axis of rotation of the working shaft 4 opposite the housing 10 is rotatable, wherein the rotational or angular position of the control console 6 opposite the housing 10 over the adjusting device 17 can be changed.

2 zeigt eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors 1. Es ist zu erkennen, dass das Gehäuse 10 einen im Wesentlichen quaderförmigen Umriss mit oberseitig und unterseitig abgerundeten Ecken umfasst, deren Krümmungsmittelpunkte mit den Rotationsachsen der Arbeitswelle 4 und der Hilfswelle 5 zusammenfallen. Die Tiefe des Gehäuses 10, gemessen entlang der Rotationsachsen der Arbeitswelle 4 und der Hilfswelle 5 an den jeweiligen Außenseiten der vorderseitigen und rückseitigen Gehäuseabdeckungen 101, 104 beträgt bspw. ca. 175 mm bei einer Gesamthöhe von ca. 465 mm. Die Arbeits- und Hilfswellen 4, 5 stehen ca. 87 mm über den vorderseitigen Gehäusedeckel 101 hervor. Der Auspuff 14 steht ca. 124 mm über die Außenseite des rückseitigen Gehäusedeckels 104 hervor. Demnach beträgt die Gesamttiefe des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors 1, gemessen entlang der Rotationsachsen der Arbeitswelle 4 und der Hilfswelle 5 von dem über den vorderseitigen Gehäusedeckel 101 vorstehenden Arbeits- und Hilfswellen 4, 5 bis zum Ende des Auspuffs 14, ca. 386 mm. Die Gesamtbreite des Gehäuses ohne Auspuff 14, gemessen senkrecht zu den Rotationsachsen der Arbeitswelle 4 und der Hilfswelle 5, beträgt bspw. 311 mm und mit Auspuff bspw. 373 mm. Die Abmessungen des Gehäuses 10 können in Abhängigkeit von der geforderten Nennleistung des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors 1 variieren. 2 shows a front view of the rotary piston engine according to the invention 1 , It can be seen that the case 10 a substantially cuboid outline with top and bottom rounded corners, their centers of curvature with the axes of rotation of the working shaft 4 and the auxiliary shaft 5 coincide. The depth of the case 10 measured along the axes of rotation of the working shaft 4 and the auxiliary shaft 5 on the respective outer sides of the front and rear housing covers 101 . 104 is, for example, about 175 mm with a total height of about 465 mm. The working and auxiliary shafts 4 . 5 are about 87 mm above the front housing cover 101 out. The exhaust 14 is about 124 mm over the outside of the back cover 104 out. Accordingly, the total depth of the rotary piston engine according to the invention 1 measured along the axes of rotation of the working shaft 4 and the auxiliary shaft 5 from the over the front housing cover 101 above working and auxiliary shafts 4 . 5 until the end of the exhaust 14 , about 386 mm. The overall width of the housing without exhaust 14 , measured perpendicular to the axes of rotation of the working shaft 4 and the auxiliary shaft 5 , for example, is 311 mm and with exhaust, for example, 373 mm. The dimensions of the housing 10 can depend on the required rated power of the rotary piston engine according to the invention 1 vary.

3 zeigt einen Schnitt III-III aus 2, der durch die Arbeits- und Hilfswellen 4, 5 des Rotationskolbenmotors 1 verläuft. Dargestellt sind im Schnitt wiederum die Bestandteile des Gehäuses 10, namentlich der vorderseitige Gehäusedeckel 1, der Gehäuserahmen 102 für die Verdichtungsstufe 2, der Gehäuserahmen 103 für die Expansionsstufe 3 sowie der rückseitige Gehäusedeckel 4. Die Arbeitswelle 4 ist gegenüber dem Gehäuse 10 bzw. dem vorderseitigen Gehäusedeckel 101 und gegenüber der Steuerkonsole 6 über mehrere Wälzlager, vorzugsweise Schrägkugellager, drehbar gelagert und demnach gegenüber dem Gehäuse 10 sowie der Steuerkonsole 6 drehbar. Auf der Arbeitswelle 4 sind ein Arbeitskolben 20 der Verdichtungsstufe 2 und ein Arbeitskolben 30 der Expansionsstufe 3 drehfest angeordnet. Die Hilfswelle 5 ist gegenüber dem Gehäuse 10 bzw. den vorder- und rückseitigen Gehäusedeckeln 101, 104 über mehrere Wälzlager, vorzugsweise Schrägkugellager, drehbar gelagert und demnach gegenüber dem Gehäuse 10 drehbar. Auf der Hilfswelle 5 sind ein Hilfskolben 25 der Verdichtungsstufe 2 und ein Hilfskolben 35 der Expansionsstufe 3 drehfest angeordnet. Durch die Verwendung von Schrägkugellagern ist es möglich, den axialen Abstand der Arbeitskolben 20, 30 bzw. Hilfskolben 25, 35 im Gehäuse 10 so einzustellen, dass diese die Innenseite der Gehäusewand nicht berühren und sich zwischen den Arbeitskolben 20, 30 bzw. Hilfskolben 25, 35 und der Gehäusewand ein minimaler Abstand bildet. 3 shows a section III-III 2 passing through the working and auxiliary shafts 4 . 5 of the rotary piston engine 1 runs. Shown are again in section the components of the housing 10 , in particular the front housing cover 1 , the frame frame 102 for the compression level 2 , the frame frame 103 for the expansion stage 3 as well as the rear housing cover 4 , The work wave 4 is opposite the case 10 or the front housing cover 101 and opposite the control console 6 via a plurality of roller bearings, preferably angular contact ball bearings, rotatably mounted and therefore relative to the housing 10 and the control console 6 rotatable. On the wave of work 4 are a working piston 20 the compression level 2 and a working piston 30 the expansion stage 3 arranged rotationally fixed. The auxiliary shaft 5 is opposite the case 10 or the front and rear housing covers 101 . 104 via a plurality of roller bearings, preferably angular contact ball bearings, rotatably mounted and therefore relative to the housing 10 rotatable. On the auxiliary shaft 5 are an auxiliary piston 25 the compression level 2 and an auxiliary piston 35 the expansion stage 3 arranged rotationally fixed. By using angular contact ball bearings, it is possible to reduce the axial distance between the working pistons 20 . 30 or auxiliary piston 25 . 35 in the case 10 so that they do not touch the inside of the housing wall and between the working piston 20 . 30 or auxiliary piston 25 . 35 and the housing wall forms a minimum distance.

Arbeitskolben der VerdichtungsstufeWorking piston of the compression stage

Der Arbeitskolben 20 der Verdichtungsstufe 2 umfasst eine im Wesentlichen hohlzylindrische Gestalt mit doppelter Wandung. Der Innenzylinder des Arbeitskolbens 20 erstreckt sich nahezu über die gesamte Breite der Rahmenteile 102, 103 des Gehäuses 10 und sitzt direkt auf der Arbeitswelle 4, während die äußere Mantelfläche 22 des Außenzylinders mit dem Rahmenteil 102 der Verdichtungsstufe 2 mehrere durch Schieber 23 unterteilte Kammern 2a, 2b, 2c (18) zur Ansaugung, Durchmischung und Verdichtung des Arbeitsgases bzw. eines Luft-Kraftstoff-Gemischs definiert. Die Kammern 2a, 2b, 2c (18) sind als Ringraumabschnitte ausgebildet. Der Arbeitskolben 20 der Verdichtungsstufe 2 umfasst pro Schieber 23 eine den Außenzylinder des Arbeitskolbens 10 durchdringende Öffnung 21 (9), die in Drehrichtung vorne an jedem der in radialer Richtung über die Mantelfläche 22 vorstehenden Schieber 23 ausgebildet ist. Die Öffnung 21 umfasst drei parallele Bohrungen, welche den Außenzylinder des Arbeitskolbens 20 in radialer Richtung durchdringen, um in bestimmten Drehwinkelbereichen des Arbeitskolbens 20 mit der Zündkammer 60 des Rotationskolbenmotors 1 kommunizieren zu können.The working piston 20 the compression level 2 comprises a substantially hollow cylindrical shape with double wall. The inner cylinder of the working piston 20 extends almost over the entire width of the frame parts 102 . 103 of the housing 10 and sits right on the work shaft 4 while the outer shell surface 22 the outer cylinder with the frame part 102 the compression level 2 several by slide 23 subdivided chambers 2a . 2 B . 2c ( 18 ) defined for the intake, mixing and compression of the working gas or an air-fuel mixture. The chambers 2a . 2 B . 2c ( 18 ) are formed as annular space sections. The working piston 20 the compression level 2 includes per slider 23 one the outer cylinder of the working piston 10 piercing opening 21 ( 9 ), in the direction of rotation at the front on each of the radial direction over the lateral surface 22 protruding slider 23 is trained. The opening 21 includes three parallel holes, which are the outer cylinder of the working piston 20 penetrate in the radial direction, in certain rotational angle ranges of the working piston 20 with the ignition chamber 60 of the rotary piston engine 1 to be able to communicate.

Arbeitskolben der ExpansionsstufeWorking piston of the expansion stage

Konzentrisch zum Innenzylinder des Arbeitskolbens 20 der Verdichtungsstufe 2 ist der im Wesentlichen zylindrische Arbeitskolben 30 der Expansionsstufe 3 angeordnet. Die äußere Mantelfläche 32 des Arbeitskolbens 30 der Expansionsstufe 3 bildet mit dem Rahmenteil 103 der Expansionsstufe 3 mehrere durch Schieber 33 unterteilte und als Ringraumabschnitte ausgebildete Kammern 3a, 3b, 3c (19 und 20) zur Expansion des entzündeten Arbeitsgases. Der Arbeitskolben 30 der Expansionsstufe 3 umfasst pro Schieber 33 zumindest eine Öffnung 31 (9), die in Drehrichtung hinten an jedem der über die Mantelfläche 32 in radialer Richtung vorspringenden Schieber 33 ausgebildet ist. Die Öffnung 31 durchdringt den Arbeitskolben 30 der Expansionsstufe 3 in radialer Richtung, um in zumindest einem vorgegebenen Drehwinkelbereich des Arbeitskolbens 30 mit der Zündkammer 60 des Rotationskolbenmotors 1 kommunizieren zu können.Concentric to the inner cylinder of the working piston 20 the compression level 2 is the essentially cylindrical piston 30 the expansion stage 3 arranged. The outer lateral surface 32 of the working piston 30 the expansion stage 3 forms with the frame part 103 the expansion stage 3 several by slide 33 divided and formed as annulus sections chambers 3a . 3b . 3c ( 19 and 20 ) for the expansion of the ignited working gas. The working piston 30 the expansion stage 3 includes per slider 33 at least one opening 31 ( 9 ) in the direction of rotation at the back of each of the over the lateral surface 32 in the radial direction projecting slider 33 is trained. The opening 31 penetrates the working piston 30 the expansion stage 3 in the radial direction to at least a predetermined rotational angle range of the working piston 30 with the ignition chamber 60 of the rotary piston engine 1 to be able to communicate.

Trennung von Verdichtungsstufe und ExpansionsstufeSeparation of compression level and expansion level

Zwischen dem vorderseitigen Gehäusedeckel 101 und dem Arbeitskolben 20 der Verdichtungsstufe 2, zwischen dem Arbeitskolben 20 der Verdichtungsstufe 2 und dem Arbeitskolben 30 der Expansionsstufe 3 sowie zwischen dem Arbeitskolben 30 der Expansionsstufe 3 und dem rückseitigen Gehäusedeckel 104 sind ring- bzw. scheibenförmige Trennscheiben angeordnet, die vorzugsweise drehfest auf der Arbeitswelle 4 angeordnet sind und die als Ringraumabschnitte ausgebildeten Kammern der Verdichter- und Expansionsstufen 2, 3 in axialer Richtung begrenzen. Die Trennscheibe zwischen den Arbeitskolben 20, 30 der Verdichtungs- und Expansionsstufe 2, 3 bewerkstelligt vorzugsweise eine Labyrinthdichtung, um einen Übertritt des Arbeitsgases von einer der Kammern 2a, 2b, 2c (18) der Verdichtungsstufe 2 in eine der Kammern 3a, 3b, 3c (19 und 20) der Expansionsstufe 3 zu unterbinden.Between the front housing cover 101 and the working piston 20 the compression level 2 , between the working piston 20 the compression level 2 and the working piston 30 the expansion stage 3 as well as between the working piston 30 the expansion stage 3 and the back cover 104 are annular or disc-shaped cutting discs arranged, preferably non-rotatably on the working shaft 4 are arranged and designed as annulus sections chambers of the compressor and expansion stages 2 . 3 limit in the axial direction. The cutting disc between the working pistons 20 . 30 the compression and expansion stage 2 . 3 preferably accomplishes a labyrinth seal to permit passage of the working gas from one of the chambers 2a . 2 B . 2c ( 18 ) of the compression stage 2 in one of the chambers 3a . 3b . 3c ( 19 and 20 ) of the expansion stage 3 to prevent.

Steuerkonsolecontrol panel

Die Steuerkonsole 6 ist gegenüber dem Gehäuse 10 verdrehbar, wobei die Dreh- bzw. Winkelstellung der Steuerkonsole 6 gegenüber dem Gehäuse 10 durch Betätigung der Verstellvorrichtung 17 in einem vorgegebenen Winkelbereich verstellbar ist. Der Außenzylinder des Arbeitskolbens 20 der Verdichtungsstufe 2 gleitet berührungslos über einen ersten zylindrischen Abschnitt 61 der Steuerkonsole 6, während der Arbeitskolben 30 der Expansionsstufe 3 berührungslos über einen zweiten zylindrischen Abschnitt 66 der Steuerkonsole 6 gleitet. Der zweite zylindrische Abschnitt 66 der Steuerkonsole 6 weist gegenüber dem ersten zylindrischen Abschnitt 61 der Steuerkonsole 6 einen geringfügig größeren Durchmesser auf. Die Steuerkonsole 6 (13) ermöglicht es, das Ein- und Ausströmen des Arbeitsgases in die und aus der Zündkammer 60 in Abhängigkeit der Drehwinkelstellung der Arbeitskolben 20, 30 zu regulieren. Die Steuerkonsole 6 kann durch Betätigung der Verstellvorrichtung 17 gegenüber dem Gehäuse 10 um einen Winkel von ca. +/–10° bezogen auf die Rotationsachse der Arbeitskolben 20, 30 der Verdichter- und Expansionsstufen 2, 3 verdreht werden. Die Zündkammer 60, ein Zündkammerzulauf 62, 63, 64 mit radialen Bohrungen 63 und einer axialen, in die Zündkammer 60 mündenden Verbindungsbohrung 64, ein Zündkammerablauf und eine Zündkerze 65 sind innerhalb der Steuerkonsole 6 angeordnet bzw. ausgebildet. Die Zündkerze 65 ist bestimmungsgemäß im Wesentlichen parallel zu einer Rotationsachse der Arbeitskolben 20, 30 ausgerichtet. Der erste zylindrische Abschnitt 61 der Steuerkonsole 6 wird bestimmungsgemäß radial innerhalb des Arbeitskolbens 20 der Verdichtungsstufe 2 angeordnet, während der zweite zylindrische Abschnitt 66 der Steuerkonsole 6 bestimmungsgemäß radial innerhalb des Arbeitskolbens 30 der Expansionsstufe 3 angeordnet wird. Die Zündkammer 60 ist im zweiten zylindrischen Abschnitt 66 der Steuerkonsole 6 ausgebildet und befindet sich demnach bestimmungsgemäß radial innerhalb des Arbeitskolbens 30 der Expansionsstufe 3. In der beispielhaften Ausgestaltung hat die Zündkammer 60 ein Volumen von 13,44 cm3. Sie ist bspw. mit einem Fingerfräser in die Steuerkonsole 6 eingefräst. Die radialen Eingangsbohrungen 63 an den in Drehrichtung der Arbeitskolben 20, 30 vorderen Enden der Rinnen 62 sowie die in die Zündkammer 60 führende Quer- bzw. Verbindungsbohrung 64, die sich in axialer Richtung parallel zu den Rotationsachsen der Arbeitskolben 20, 30 erstreckt, haben relativ zu dem Kompressionsvolumen einen möglichst großen Durchmesser, sodass ein minimaler Strömungswidersand und eine maximale Verdichtung erzielt werden kann. Der Zündkammerablauf erstreckt sich über einen Drehwinkelbereich von ca. 60° in einem zweiten zylindrischen Abschnitt 66 der Steuerkonsole 6 in Umfangsrichtung derselben. Dadurch, dass die Zündkammer 60 in der gegenüber dem Gehäuse 10 verdrehbaren Steuerkonsole 6 angeordnet ist, kann die Zündkammer 60 in einem verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitskolbens 20 bzw. des Arbeitskolbens 30 mit der Verdichtungsstufe 2 und mit der Expansionsstufe 3 kommunizieren. Insbesondere kann der Zündkammerzulauf 62, 63, 64 in einem verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitskolbens 20 der Verdichtungsstufe 2 über die Öffnung 21 im Arbeitskolben 20 der Verdichtungsstufe 2 mit der Verdichtungskammer kommunizieren, während der Zündkammerablauf in einem verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitskolbens 30 der Expansionsstufe 3 über die Öffnung 31 im Arbeitskolben 30 der Expansionsstufe 3 mit der Expansionskammer kommunizieren kann. Vorzugsweise ist der Zündkammerzulauf 62, 63, 64 wie auch der Zündkammerablauf in einem verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitskolbens 20 bzw. des Arbeitskolbens 30 blockiert, so dass die Zündkammer 60 weder mit der Verdichtungsstufe 2 noch mit der Expansionsstufe 3 kommunizieren kann und das verdichtete Arbeitsgas in der Zündkammer 60 eingeschlossen ist. In diesem Drehwinkelbereich findet bevorzugt die Zündung des verdichteten Arbeitsgases statt.The control console 6 is opposite the case 10 rotatable, wherein the rotational or angular position of the control console 6 opposite the housing 10 by actuating the adjusting device 17 is adjustable in a predetermined angular range. The outer cylinder of the working piston 20 the compression level 2 slides without contact over a first cylindrical section 61 the control console 6 while the working piston 30 the expansion stage 3 non-contact via a second cylindrical section 66 the control console 6 slides. The second cylindrical section 66 the control console 6 points opposite to the first cylindrical portion 61 the control console 6 a slightly larger diameter. The control console 6 ( 13 ) allows the inflow and outflow of the working gas into and out of the ignition chamber 60 depending on the angular position of the working piston 20 . 30 to regulate. The control console 6 can by actuating the adjustment 17 opposite the housing 10 about an angle of about +/- 10 ° with respect to the axis of rotation of the working piston 20 . 30 the compressor and expansion stages 2 . 3 to be twisted. The ignition chamber 60 , a Zündkammerzulauf 62 . 63 . 64 with radial holes 63 and an axial, into the ignition chamber 60 opening communication hole 64 , a Zündkammerablauf and a spark plug 65 are inside the control console 6 arranged or formed. The spark plug 65 is intended substantially parallel to a rotation axis of the working piston 20 . 30 aligned. The first cylindrical section 61 the control console 6 is intended radially within the working piston 20 the compression level 2 arranged while the second cylindrical section 66 the control console 6 as intended radially within the working piston 30 the expansion stage 3 is arranged. The ignition chamber 60 is in the second cylindrical section 66 the control console 6 trained and is therefore intended radially within the working piston 30 the expansion stage 3 , In the exemplary embodiment, the ignition chamber has 60 a volume of 13.44 cm 3 . It is, for example, with a router in the control console 6 milled. The radial input holes 63 at the direction of rotation of the working piston 20 . 30 front ends of the gutters 62 as well as into the ignition chamber 60 leading cross or connection bore 64 extending in the axial direction parallel to the axes of rotation of the working pistons 20 . 30 extends, have as large a diameter as possible relative to the compression volume, so that a minimum flow resistance and a maximum compression can be achieved. The Zündkammerablauf extends over a rotational angle range of about 60 ° in a second cylindrical portion 66 the control console 6 in the circumferential direction of the same. Because of the ignition chamber 60 in the opposite of the case 10 rotatable control console 6 is arranged, the ignition chamber 60 in an adjustable rotation angle range of the working piston 20 or of the working piston 30 with the compression level 2 and with the expansion level 3 communicate. In particular, the Zündkammerzulauf 62 . 63 . 64 in an adjustable rotation angle range of the working piston 20 the compression level 2 over the opening 21 in the working piston 20 the compression level 2 communicate with the compression chamber while the Zündkammerablauf in an adjustable rotation angle range of the working piston 30 the expansion stage 3 over the opening 31 in the working piston 30 the expansion stage 3 can communicate with the expansion chamber. Preferably, the Zündkammerzulauf 62 . 63 . 64 as well as the Zündkammerablauf in an adjustable rotation angle range of the working piston 20 or of the working piston 30 blocked, leaving the ignition chamber 60 neither with the compression level 2 still with the expansion stage 3 can communicate and the compressed working gas in the ignition chamber 60 is included. In this rotation angle range, the ignition of the compressed working gas preferably takes place.

Hilfskolben der VerdichtungsstufeAuxiliary piston of the compression stage

Wie in der Schnittdarstellung gemäß 3 erkennbar ist, wälzt die Mantelfläche 22 des Arbeitskolbens 20 der Verdichtungsstufe 2 auf einer Mantelfläche des Hilfskolbens 25 der Verdichtungsstufe 2 nach Art einer Evolventenverzahnung im Idealfall berührungslos ab, wobei radial über die Mantelfläche 22 des Arbeitskolbens 20 vorstehende, evolventenförmige Schieber 23 in Winkelabständen von 120° in entsprechend vorgesehenen, rinnenförmigen Ausnehmungen 26 in der Mantelfläche des Hilfskolbens 25 eintauchen.As in the sectional view according to 3 is recognizable, rolls the lateral surface 22 of the working piston 20 the compression level 2 on a lateral surface of the auxiliary piston 25 the compression level 2 in the ideal case, non-contact in the manner of an involute toothing, wherein radially over the lateral surface 22 of the working piston 20 protruding, involute slides 23 at angular intervals of 120 ° in accordance provided, channel-shaped recesses 26 in the lateral surface of the auxiliary piston 25 plunge.

Hilfskolben der ExpansionsstufeAuxiliary piston of the expansion stage

In entsprechender Weise wälzt die Mantelfläche 32 des Arbeitskolbens 30 der Expansionsstufe 3 auf einer Mantelfläche des Hilfskolbens 35 der Expansionsstufe 3 Art einer Evolventenverzahnung im Idealfall berührungslos ab, wobei radial über die Mantelfläche 32 des Arbeitskolbens 30 vorstehende, evolventenförmige Schieber 33 in Winkelabständen von 120° in entsprechende Ausnehmungen 36 in der Mantelfläche des Hilfskolbens 35 eintauchen. Beim Abwälzen der Arbeits- und Hilfswellen 4, 5 werden die Trennscheiben zwischen den Arbeitskolben 20, 30 und den Gehäuseteilen 101, 104 in entsprechenden Ausnehmungen der Hilfskolben 25, 35 dichtend aufgenommen.In a corresponding manner, the lateral surface rolls 32 of the working piston 30 the expansion stage 3 on a lateral surface of the auxiliary piston 35 the expansion stage 3 Type of involute gear in the ideal case contactless, with radially over the lateral surface 32 of the working piston 30 protruding, involute slides 33 at angular intervals of 120 ° in corresponding recesses 36 in the lateral surface of the auxiliary piston 35 plunge. When rolling off the working and auxiliary shafts 4 . 5 The cutting discs are between the working piston 20 . 30 and the housing parts 101 . 104 in corresponding recesses of the auxiliary piston 25 . 35 sealed.

Um Wiederholungen zu vermeiden, wird bezüglich der Bezugzeichen in den weiteren Figuren auf obige Beschreibung Bezug genommen.To avoid repetition, reference is made to the above description with respect to the reference numerals in the further figures.

4 und 5 zeigen verschiedene perspektivische Ansichten der Vorderseite, 6 eine perspektivische Ansicht der Rückseite und 7 eine Rückansicht des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors 1. Auf der Rückseite des Gehäuses 10 befindet sich eine Skala, auf welcher die Winkelstellung der Steuerkonsole 6 gegenüber dem Gehäuse 10 angezeigt wird. 4 and 5 show different perspective views of the front, 6 a perspective view of the back and 7 a rear view of the rotary piston engine according to the invention 1 , On the back of the case 10 There is a scale on which the angular position of the control console 6 opposite the housing 10 is shown.

8 zeigt eine perspektivische Teilschnittansicht der Rückseite des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors 1. Der besseren Übersicht halber sind Teile der vorder- und rückseitigen Gehäuseabdeckungen 101, 104 sowie der Gehäuserahmen 102, 103 der Verdichtungsstufe 2 und der Expansionsstufe 3 weggelassen. Es ist zu erkennen, dass die Schieber 23, 33 der Arbeitskolben 20, 30 bezüglich der gemeinsamen Rotationsachse in gleichen Drehwinkeln und Drehwinkelabständen ausgerichtet sind. Ferner ist zu erkennen, wie die Trennscheiben zwischen den Arbeitskolben 20, 30 und den Gehäuseteilen 101, 104 beim Abwälzen der Arbeits- und Hilfswellen 4, 5 in entsprechenden Ausnehmungen der Hilfskolben 25, 35 dichtend aufgenommen werden. Es ist ebenfalls zu erkennen, wie die Kammern 2a, 2b, 2c (18) der Verdichtungsstufe 2 und die Kammern 3a, 3b, 3c (19 und 20) der Expansionsstufe 3 im Zusammenspiel der Arbeitskolben 20, 30 mit den Hilfskolben 25, 35, den Trennscheiben und dem Gehäuse 10 zwischen den Mantelflächen 22, 32, Ausnehmungen und Schiebern 23, 33 der Arbeits- und Hilfskolben 20, 25, 30, 35 definiert werden. 8th shows a perspective partial sectional view of the back of the rotary piston engine according to the invention 1 , For a better overview, parts of the front and rear housing covers 101 . 104 as well as the case frame 102 . 103 the compression level 2 and the expansion stage 3 omitted. It can be seen that the slider 23 . 33 the working piston 20 . 30 are aligned with respect to the common axis of rotation in the same angles of rotation and angular distances. It can also be seen how the cutting discs between the working piston 20 . 30 and the housing parts 101 . 104 when rolling off the working and auxiliary shafts 4 . 5 in corresponding recesses of the auxiliary piston 25 . 35 be absorbed sealingly. It can also be seen as the chambers 2a . 2 B . 2c ( 18 ) of the compression stage 2 and the chambers 3a . 3b . 3c ( 19 and 20 ) of the expansion stage 3 in the interaction of the working pistons 20 . 30 with the auxiliary piston 25 . 35 , the cutting discs and the housing 10 between the lateral surfaces 22 . 32 , Recesses and sliders 23 . 33 the working and auxiliary piston 20 . 25 . 30 . 35 To be defined.

9 zeigt eine perspektivische Teilschnittansicht der Arbeitswelle 4 des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors 1 mit Steuerkonsole 6. Der besseren Übersichtlichkeit halber sind das Stirnrad und die zwischen dem Arbeitskolben 20 der Verdichtungsstufe 2 und dem vorderseitigen Gehäusedeckel 101 vorgesehene Trennscheibe des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors 1 nicht dargestellt. 9 shows a perspective partial sectional view of the working shaft 4 the rotary piston engine according to the invention 1 with control console 6 , For better clarity, the spur gear and the between the working piston 20 the compression level 2 and the front housing cover 101 provided cutting disk of the rotary piston engine according to the invention 1 not shown.

10 und 11 zeigen verschiedene perspektivische Ansichten der Arbeitswelle 4 im bestimmungsgemäßen Montagezustand und 12 zeigt eine perspektivische Ansicht der Arbeitswelle 4 und der Hilfswelle 5 im Kopplungszustand über die endseitig angeordneten, schräg verzahnten Stirnräder 40, 50, über welche die Drehbewegungen der Arbeitswelle 4 und der Hilfswelle 5 gekoppelt und zwangssynchronisiert sind. 10 and 11 show different perspective views of the working shaft 4 in the intended mounting condition and 12 shows a perspective view of the working shaft 4 and the auxiliary shaft 5 in the coupling state via the ends arranged, helical spur gears 40 . 50 , about which the rotational movements of the working shaft 4 and the auxiliary shaft 5 coupled and forcibly synchronized.

13 zeigt eine perspektivische Ansicht der Steuerkonsole 6 des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors 1. 14 zeigt eine andere perspektivische Ansicht der Steuerkonsole 6, 15 zeigt eine Explosionsdarstellung der Arbeitswelle 4 mit koaxial dazu angeordneter Steuerkonsole 6, Figur 16 zeigt eine perspektivische Teilschnittansicht der Arbeitswelle 4 und der Steuerkonsole 6 im bestimmungsgemäßen Montagezustand und 17 und 18 den erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotor 1 im bestimmungsgemäßen Montagezustand ohne Stirnräder und ohne vorderseitige Gehäuseabdeckung 101 in einem Arbeitszustand der Verdichtungsstufe 2. 19 und 20 zeigen schematisch den erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotor 1 ohne Stirnräder und ohne vorderseitige Gehäuseabdeckung 101 in ersten und zweiten Arbeitszuständen der Expansionsstufe. 13 shows a perspective view of the control console 6 the rotary piston engine according to the invention 1 , 14 shows another perspective view of the control console 6 . 15 shows an exploded view of the working shaft 4 with coaxially arranged control console 6 , Fig 16 shows a perspective partial sectional view of the working shaft 4 and the control console 6 in the intended mounting condition and 17 and 18 the rotary piston engine according to the invention 1 in the intended mounting condition without spur gears and without front housing cover 101 in a working state of compression stage 2 , 19 and 20 show schematically the rotary piston engine according to the invention 1 without spur gears and without front housing cover 101 in first and second working states of the expansion stage.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors 1 wird nachstehend mit Bezug auf die 18 bis 20 im Detail erläutert.The operation of the rotary piston engine according to the invention 1 will be described below with reference to 18 to 20 explained in detail.

Die Pfeile in den 18 bis 20 zeigen die bestimmungsgemäßen Drehrichtungen der Arbeitskolben 20, 30 und Hilfskolben 25, 35 an. Die Arbeitskolben 20, 30 rotieren in den Darstellung der 18 bis 20 im Uhrzeigersinn und die Hilfskolben 25, 35 im Gegenuhrzeigersinn. Man erkennt in den 18 und 19 die Positionen der Schieber 23, 33 der Arbeitskolben 20, 30 im Zeitpunkt der Zündung, d. h. am Ende der Kompression und vor dem Beginn der Expansion. Die um je 120 Grad versetzten Schieber 23, 33 der Arbeitskolben 20, 30 der Verdichtungsstufe 2 und der Expansionsstufe 3 bilden in Zusammenwirkung mit dem zugehörigen Hilfskolben 25, 35 und dem Gehäuse 10 jeweils drei als Ringraumabschnitte ausgebildete Kammern 2a, 2b, 2c (18) bzw. 3a, 3b, 3c (19). Beim Abwälzen des Arbeitskolbens 20, 30 und des zugehörigen Hilfskolbens 25, 35 nach Art einer Evolventenverzahnung wird jeweils eine der Kammern 2a, 2b, 2c (18) der Verdichtungsstufe 2 und jeweils eine der Kammern 3a, 3b, 3c (19) der Expansionsstufe 3 durch die dicht aneinander stehenden Arbeitskolben 20, 30 und zugehörigen Hilfskolben 25, 35 zweigeteilt. Dargestellt ist in 20 die zweigeteilte Kammer 3c/3c* der Expansionsstufe 3 mit den Kammerabschnitten 3c* und 3c. Die dichte Anordnung des Arbeitskolbens 30 und des zugehörigen Hilfskolbens 35 bewirkt eine durch einen Ölfilm abgedichtete Sperre zwischen den beiden Kammerabschnitten 3c* und 3c. Eine Kammer der Verdichtungsstufe 2 ist durch die dichte Anordnung des Arbeitskolbens 20 und des zugehörigen Hilfskolbens 25 ebenso zweigeteilt, wobei eine Sperre zwischen den beiden Kammerabschnitten bewirkt wird. Die als Ringraumabschnitte ausgebildeten, teilkreisringförmigen Kammern 2a, 2b, 2c bzw. 3a, 3b, 3c haben in dieser Ausführungsform in etwa ein Volumen von 147 cm3. Der sich verkleinernde Teil der zweigeteilten Kammer 2c der Verdichtungsstufe 2 bildet die Verdichtungskammer. Der sich vergrößernde Teil der zweigeteilten Kammer 2c der Verdichtungsstufe 2 bildet die Ansaugkammer. Der sich vergrößernde Teil der zweigeteilten Kammer 3c/3c* der Expansionsstufe 3 bildet die Expansionskammer.The arrows in the 18 to 20 show the intended directions of rotation of the working piston 20 . 30 and auxiliary piston 25 . 35 at. The working pistons 20 . 30 rotate in the representation of 18 to 20 clockwise and the auxiliary piston 25 . 35 in the counterclockwise direction. One recognizes in the 18 and 19 the positions of the slides 23 . 33 the working piston 20 . 30 at the time of ignition, ie at the end of the compression and before the start of the expansion. The 120 degrees offset slider 23 . 33 the working piston 20 . 30 the compression level 2 and the expansion stage 3 form in cooperation with the associated auxiliary piston 25 . 35 and the housing 10 in each case three chambers designed as annular space sections 2a . 2 B . 2c ( 18 ) respectively. 3a . 3b . 3c ( 19 ). When rolling the working piston 20 . 30 and the associated auxiliary piston 25 . 35 in the manner of an involute toothing is in each case one of the chambers 2a . 2 B . 2c ( 18 ) of the compression stage 2 and one each of the chambers 3a . 3b . 3c ( 19 ) of the expansion stage 3 through the closely spaced working pistons 20 . 30 and associated auxiliary piston 25 . 35 divided in two. Is shown in 20 the two-part chamber 3c / 3c * the expansion stage 3 with the chamber sections 3c * and 3c , The tight arrangement of the working piston 30 and the associated auxiliary piston 35 causes a sealed by an oil film barrier between the two chamber sections 3c * and 3c , A chamber of the compaction level 2 is due to the dense arrangement of the working piston 20 and the associated auxiliary piston 25 also divided into two, with a lock between the two chamber sections is effected. The trained as annulus sections, part circular annular chambers 2a . 2 B . 2c respectively. 3a . 3b . 3c have in this embodiment approximately a volume of 147 cm 3 . The decreasing part of the two-parted chamber 2c the compression level 2 forms the compression chamber. The enlarging part of the two-parted chamber 2c the compression level 2 forms the suction chamber. The enlarging part of the two-parted chamber 3c / 3c * the expansion stage 3 forms the expansion chamber.

Ansaugungaspiration

Über die Kraftstoffzuleitung 11, in welcher ein Kugelrückschlagventil angeordnet ist, wird ein Arbeitsgas in die Ansaugkammer der Verdichtungsstufe 2 eingeleitet. Die Gemischaufbereitung wird mittels Vergaser realisiert (nicht dargestellt) oder der Kraftstoff wird durch ein Einspritzsystem direkt in die Verdichtungskammer 2c oder in die Zündkammer 60 befördert. Das maximale Volumen der Ansaugkammer 2a beträgt ca. 147 cm3. Durch die Drehbewegung des Arbeitskolbens 20 der Verdichtungsstufe 2 variiert das Volumen der Ansaugkammer, so dass das Arbeitsgas ein- bzw. angesaugt wird. Bei der Umdrehung des Arbeitskolbens 20 der Verdichtungsstufe 2, der sich bspw. mit einer Geschwindigkeit von 10.000 U/min dreht, wird die Ansaugkammer pro Umdrehung drei Mal mit Arbeitsgas befällt. Bei der kontinuierlichen Rotation des Arbeitskolbens 20 der Verdichtungsstufe 2 wird das Arbeitsgas in den Kammern 2a und 2b durchmischt.About the fuel supply line 11 in which a ball check valve is arranged, a working gas in the suction chamber of the compression stage 2 initiated. The mixture preparation is realized by means of carburettor (not shown) or the fuel is injected directly into the compression chamber through an injection system 2c or in the ignition chamber 60 promoted. The maximum volume of the suction chamber 2a is about 147 cm 3 . By the rotation of the working piston 20 the compression level 2 varies the volume of the suction chamber, so that the working gas is sucked or sucked. At the rotation of the working piston 20 the compression level 2 For example, rotating at a speed of 10,000 rpm, the suction chamber is charged with working gas three times per revolution. In the continuous rotation of the working piston 20 the compression level 2 the working gas is in the chambers 2a and 2 B mixed.

Verdichtungcompression

Bei der kontinuierlichen Rotation des Arbeitskolbens 20 der Verdichtungsstufe 2 wird das Arbeitsgas in der Verdichtungskammer 2c verdichtet. Erreicht der Schieber 23 eine entsprechende Drehwinkelstellung, in welcher die Öffnung 21 des Arbeitskolbens 20 die Nut 62 des Zündkammerzulaufs 62, 63, 64 überstreicht, so kann die Verdichtungskammer 2c mit der Zündkammer 60 kommunizieren. Das Arbeitsgas wird durch die Drehbewegung des Arbeitskolbens 20 über einen Drehwinkelbereich von 60°, entsprechend einer Bogenlänge der Nut 62 des Zündkammerzulaufs 62, 63, 64, über die Öffnung 21 im Arbeitskolben 20 der Verdichtungsstufe 2 und den Zündkammerzulauf 62, 63, 64 in die Zündkammer 60 gepresst. In diesem Drehwinkelbereich ist der Zündkammerzulauf 62, 63, 64 geöffnet und der Zündkammerablauf blockiert, so dass die Zündkammer 60 nur mit der Verdichtungsstufe 2 kommunizieren kann. Ist der Drehwinkelbereich von 60° vom Schieber 23 durchschritten, so verschließt sich die Zündkammer 60 wieder und eine Kommunikation zwischen der Verdichtungskammer 2c und der Zündkammer 60 ist unterbrochen. Etwa 90 Vol.-% des komprimierten Arbeitsgases werden somit in der Zündkammer 60 eingeschlossen. Die verbleibenden 10 Vol.-% werden mit der nächsten Drehung mitgenommen. Aus diesem Grund steigen mit zunehmender Drehzahl des Arbeitskolbens 20 die Verdichtung und somit auch der Wirkungsgrad des Rotationskolbenmotors 1. Um ein Ausströmen des Arbeitsgases aus der Zündkammer 60 zu verhindern, kann zwischen der Verdichtungskammer 2c und der Zündkammer 60 ein Rückschlagventil angeordnet sein. Durch die auf der Arbeitswelle 4 angeordnete(n) Trennscheibe(n) sind der Arbeitskolben 20 der Verdichtungsstufe 2 und der Arbeitskolben 30 der Expansionsstufe 3 voneinander getrennt, so dass das verdichtete Arbeitsgas nicht direkt von der Verdichtungskammer 2c in die Expansionskammer 3c* übertreten kann. Zwischen der mittleren Trennscheibe und den Arbeitskolben 20 und/oder zwischen den äußeren Trennscheiben und den Gehäuseteilen 101, 104 sind vorzugsweise berührungslos arbeitende Dichtungen vorgesehen.In the continuous rotation of the working piston 20 the compression level 2 the working gas is in the compression chamber 2c compacted. Reached the slider 23 a corresponding angular position in which the opening 21 of the working piston 20 the groove 62 the Zündkammerzulaufs 62 . 63 . 64 passes over, so can the compression chamber 2c with the ignition chamber 60 communicate. The working gas is generated by the rotary motion of the working piston 20 over a rotation angle range of 60 °, corresponding to an arc length of the groove 62 the Zündkammerzulaufs 62 . 63 . 64 , about the opening 21 in the working piston 20 the compression level 2 and the ignition chamber inlet 62 . 63 . 64 into the ignition chamber 60 pressed. In this rotation angle range is the Zündkammerzulauf 62 . 63 . 64 opened and the Zündkammerablauf blocked, so that the ignition chamber 60 only with the compression level 2 can communicate. Is the rotation angle range of 60 ° from the slider 23 passed through, so closes the ignition chamber 60 again and a communication between the compression chamber 2c and the ignition chamber 60 is interrupted. About 90% by volume of the compressed working gas thus becomes in the ignition chamber 60 locked in. The remaining 10% by volume will be taken with the next spin. For this reason, increase with increasing speed of the working piston 20 the compression and thus the efficiency of the rotary piston engine 1 , To escape the working gas from the ignition chamber 60 can prevent between the compression chamber 2c and the ignition chamber 60 be arranged a check valve. By the on the work wave 4 arranged (s) cutting disc (s) are the working piston 20 the compression level 2 and the working piston 30 the expansion stage 3 separated, so that the compressed working gas is not directly from the compression chamber 2c in the expansion chamber 3c * can transgress. Between the middle cutting disc and the working piston 20 and / or between the outer cutting discs and the housing parts 101 . 104 are preferably provided non-contact seals.

Zündungignition

Die 18 und 19 zeigen die Drehwinkelstellungen der Arbeitskolben 20, 30 zum Zeitpunkt der Zündung. In dieser Drehwinkelstellung hat der Schieber 23 am Arbeitskolben 20 der Verdichtungsstufe 2 das komprimierte Zündgemisch in die Zündkammer 60 gepresst und befindet sich in der Ausnehmung 26 des Hilfskolbens 25. In dieser Drehwinkelstellung sind der Zündkammerzulauf 62, 63, 64 wie auch der Zündkammerablauf blockiert, so dass die Zündkammer 60 weder mit der Verdichtungsstufe 2 noch mit der Expansionsstufe 3 kommunizieren kann. Dadurch ist das verdichtete Arbeitsgas in der Zündkammer 60 eingeschlossen. Bei einem Verdichtungsverhältnis von 11:1 wird das Arbeitsgas mit einem Druck von 11 bar nun durch die in die Zündkammer 60 vorstehende Zündkerze 65 gezündet. Der Zündzeitpunkt kann vorzugsweise in Abhängigkeit von diversen Messgrößen wie der Drehzahl der Arbeitskolben 20, 30 etc., von einem Steuergerät im Verhältnis zu den Drehwinkelstellungen der Arbeitskolben 20, 30 geregelt oder gesteuert werden.The 18 and 19 show the rotational angle positions of the working piston 20 . 30 at the time of ignition. In this angular position, the slider has 23 on the working piston 20 the compression level 2 the compressed ignition mixture into the ignition chamber 60 pressed and is located in the recess 26 of the auxiliary piston 25 , In this angular position are the Zündkammerzulauf 62 . 63 . 64 as well as the Zündkammerablauf blocked, so that the ignition chamber 60 neither with the compression level 2 still with the expansion stage 3 can communicate. As a result, the compressed working gas in the ignition chamber 60 locked in. At a compression ratio of 11: 1, the working gas with a pressure of 11 bar is now through the into the ignition chamber 60 protruding spark plug 65 ignited. The ignition timing may preferably in dependence on various parameters such as the rotational speed of the working piston 20 . 30 etc., of a control unit in relation to the rotational angle positions of the working piston 20 . 30 be controlled or controlled.

Expansionexpansion

20 zeigt die Drehwinkelstellung des Arbeitskolbens 30 der Expansionsstufe kurz nach der Zündung und während der Expansion. Zu diesem Zeitpunkt ist der Schieber 33 am Arbeitskolben 30 der Expansionsstufe 3 nun eben aus der Ausnehmung 36 des Hilfskolbens 35 der Expansionsstufe 3 aufgetaucht und wird durch die Expansion des gezündeten Arbeitsgases angetrieben. In dieser Drehwinkelstellung ist der Zündkammerzulauf 62, 63, 64 blockiert und lediglich der Zündkammerablauf geöffnet, so dass die Zündkammer 60 nur mit der Expansionsstufe 3 kommunizieren kann. Der Arbeitskolben 30 der Expansionsstufe 3 weist drei stirnseitige, um 120° zueinander versetzte Öffnungen 31 auf. Alle 120° stehen die Öffnungen 31 des Arbeitskolbens 30 und der Zündkammerablauf übereinander, wobei das entzündete Arbeitsgas während des Drehwinkelbereichs von ca. 60° in die Expansionskammer gedrückt wird. Nach der Verbrennung und Expansion beansprucht das angesaugte Gasvolumen einen wesentlich größeren Raum, wobei das aus der Zündkammer 60 ausströmende Verbrennungsgas sein Volumen in Sekundenbruchteilen vergrößert. Das verbrannte Arbeitsgas wird durch die Öffnung 31 in der in Drehrichtung hinten gelegenen Flanke des Schiebers 33 in die Expansionskammer 3c* ausgestoßen. Durch den entstehenden Druck wirkt eine Kraft rechtwinklig auf die Drehachse (in tangentialer Richtung auf den Schieber 33), so dass der Arbeitskolben 30 der Expansionsstufe 3 bzw. die gesamte Arbeitswelle 4 mit einem konstanten Drehmoment beaufschlagt wird. Es steht somit zu jedem Zeitpunkt das maximale aus dem Druck resultierende Drehmoment zur Verfügung, bspw. zum Antrieb eines Fahrzeugs oder dergleichen. Das Verbrennungsgas kann nach der Verbrennung und Expansion die Expansionsstufe 3 verlassen und wird über den Abgasauslass 14 ausgestoßen. Nach dem Prinzip einer Fluggasturbine treibt der Arbeitskolben 30 der Expansionsstufe 3 den Arbeitskolben 20 der Verdichtungsstufe 2 an. 20 shows the rotational angle position of the working piston 30 the expansion stage shortly after ignition and during expansion. At this time, the slider is 33 on the working piston 30 the expansion stage 3 now just from the recess 36 of the auxiliary piston 35 the expansion stage 3 emerged and is powered by the expansion of the ignited working gas. In this angular position of the Zündkammerzulauf 62 . 63 . 64 blocked and only the Zündkammerablauf open, so that the ignition chamber 60 only with the expansion stage 3 can communicate. The working piston 30 the expansion stage 3 has three frontal, offset by 120 ° openings 31 on. Every 120 ° are the openings 31 of the working piston 30 and the Zündkammerablauf one above the other, wherein the ignited working gas is pressed during the rotation angle range of about 60 ° in the expansion chamber. After combustion and expansion, the aspirated volume of gas occupies a much larger space, and that from the ignition chamber 60 outgoing combustion gas increases its volume in fractions of a second. The burned working gas gets through the opening 31 in the rearward in the direction of rotation flank of the slider 33 in the expansion chamber 3c * pushed out. Due to the resulting pressure, a force acts at right angles to the axis of rotation (in a tangential direction on the slide 33 ), so that the working piston 30 the expansion stage 3 or the entire working wave 4 is applied with a constant torque. Thus, at any time, the maximum torque resulting from the pressure is available, for example for driving a vehicle or the like. The combustion gas may after combustion and expansion, the expansion stage 3 leave and is via the exhaust outlet 14 pushed out. According to the principle of an aircraft gas turbine drives the working piston 30 the expansion stage 3 the working piston 20 the compression level 2 at.

Dichtungskonzeptsealing concept

Die Kammerabschnitte 2a, 2b, 2c (18) bzw. 3a, 3b, 3c (19 und 20) der Verdichtungs- und Expansionsstufe 2, 3 sind bspw. gegenüber dem Gehäuse über berührungslos arbeitende Dichtungen abgedichtet, damit das komprimierte Arbeitsgas nur in die Zündkammer 60 gepresst wird und das expandierende Arbeitsgas nach erfolgter Zündung nicht in die Verdichtungskammer übergreift.The chamber sections 2a . 2 B . 2c ( 18 ) respectively. 3a . 3b . 3c ( 19 and 20 ) of the compression and expansion stage 2 . 3 are, for example, sealed against the housing by non-contact seals, so that the compressed working gas only into the ignition chamber 60 is pressed and the expanding working gas does not overlap after ignition in the compression chamber.

Feineinstellung des ZündzeitpunktsFine adjustment of the ignition timing

Durch Drehen der als Einstellschraube ausgebildeten Verstellvorrichtung 17 kann die Steuerkonsole 6 im Gehäuse 10 verdreht werden. Durch diese Drehung kann somit die Position der Zündkammer 60 eingestellt werden. In Kombination mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Verstellbarkeit des Zündzeitpunkts kann somit die Initiierung des Arbeitsgases exakt reguliert werden.By turning the adjusting device designed as an adjusting screw 17 can the control console 6 in the case 10 to be twisted. By this rotation, thus, the position of the ignition chamber 60 be set. In combination with the inventively provided adjustability of the ignition timing, thus, the initiation of the working gas can be regulated exactly.

Bevorzugte Ausführung und KomponentenPreferred embodiment and components

Nach jetzigem Entwicklungsstand ist der erfindungsgemäße Rotationskolbenmotor 1 als Verbrennungsmotor nach der Bauart eines wassergekühlten Drehkolbenmotors mit einer Verdichtung von ca. 11:1 bei drei Zündungen pro Umdrehung ausgebildet. Die Übersetzung der Arbeits- und der Hilfswelle 4, 5 beträgt 1:1. Die Zündung erfolgt über eine Zündkerze 65 des Typs NGK M16x1 (2-polig). Die Gemischbildung erfolgt über einen modifizierten Walbro-Vergaser.According to the current state of development is the rotary piston engine according to the invention 1 designed as an internal combustion engine according to the design of a water-cooled rotary piston engine with a compression of about 11: 1 with three ignitions per revolution. The translation of the working and the auxiliary shaft 4 . 5 is 1: 1. Ignition is via a spark plug 65 Type NGK M16x1 (2-pin). Mixture formation takes place via a modified Walbro carburetor.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2008/071326 A1 [0002] WO 2008/071326 A1 [0002]

Claims (15)

Rotationskolbenmotor (1), umfassend eine Verdichtungsstufe (2) und eine Expansionsstufe (3) mit jeweils einem rotierenden Arbeitskolben (20, 30) zur Verdichtung bzw. Expansion eines Arbeitsgases, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskolben (20, 30) der Verdichtungsstufe (2) und der Expansionsstufe (3) in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind, vorzugsweise um eine gemeinsame Rotationsachse drehbar sind.Rotary piston engine ( 1 ), comprising a compaction level ( 2 ) and an expansion stage ( 3 ) each with a rotating working piston ( 20 . 30 ) for the compression or expansion of a working gas, characterized in that the working pistons ( 20 . 30 ) of the compaction level ( 2 ) and the expansion stage ( 3 ) are arranged one behind the other in the axial direction, are preferably rotatable about a common axis of rotation. Rotationskolbenmotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskolben (20, 30) der Verdichtungsstufe (2) und der Expansionsstufe (3) auf einer gemeinsamen Welle (4) angeordnet sind.Rotary piston engine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the working pistons ( 20 . 30 ) of the compaction level ( 2 ) and the expansion stage ( 3 ) on a common wave ( 4 ) are arranged. Rotationskolbenmotor (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verdichtete Arbeitsgas zur Zündung radial nach innen in Richtung der Rotationsachse der Arbeitskolben (20, 30) abgeleitet wird.Rotary piston engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the compressed working gas for ignition radially inwardly in the direction of the axis of rotation of the working piston ( 20 . 30 ) is derived. Rotationskolbenmotor (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtungsstufe (2) zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt: a. Das verdichtete Arbeitsgas wird zur Zündung durch den Arbeitskolben (20) geleitet. b. Der Arbeitskolben (20) umfasst wenigstens eine Öffnung (21), die den Arbeitskolben (20) durchdringt. c. Die Öffnung (21) durchdringt den Arbeitskolben (20) im Wesentlichen in radialer Richtung. d. Der Arbeitskolben (20) umfasst eine Mantelfläche (22), die gemeinsam mit einem Gehäuse (10) des Rotationskolbenmotors (1) wenigstens einen Ringraumabschnitt (2a, 2b, 2c) definiert. e. Die Mantelfläche (22) des Arbeitskolbens (20) ist im Wesentlichen zylindrisch. f. Der Arbeitskolben (20) umfasst wenigstens einen Schieber (23), der vorzugsweise radial von der Mantelfläche (22) des Arbeitskolbens (20) vorspringt. g. Der Schieber (23) ist im Querschnitt gesehen evolventenförmig ausgebildet. h. Der Schieber (23) definiert gemeinsam mit einem Gehäuse (10) des Rotationskolbenmotors (1) und der Mantelfläche (22) des Arbeitskolbens (20) einen vorzugsweise zu allen Seiten hin abgedichteten Ringraumabschnitt. i. Der Arbeitskolben (20) umfasst mehrere Schieber (23), die bezogen auf die Rotationsachse des Arbeitskolbens (20) in regelmäßigen Winkelabständen von der Mantelfläche (22) des Arbeitskolbens (20) hervorstehen. j. Der Arbeitskolben (20) umfasst drei Schieber (23), die bezogen auf die Rotationsachse des Arbeitskolbens (20) in Winkelabständen von 120° von der Mantelfläche (22) des Arbeitskolbens (20) hervorstehen. k. Die Öffnung (21) endet auf einer Flanke des Schiebers (23), vorzugsweise auf einer in Drehrichtung vorne gelegenen Flanke des Schiebers (23). l. Der Arbeitskolben (20) ist als doppelwandiger Hohlzylinder ausgebildet, wobei ein Innenzylinder des Arbeitskolbens (20) vorzugsweise eine größere axiale Länge als ein Außenzylinder des Arbeitskolbens (20) aufweist. m. Der Arbeitskolben (20) wirkt mit einem Hilfskolben (25) zusammen, um zumindest eine Verdichtungskammer mit variablem Volumen zu definieren. n. Der Arbeitskolben (20) wirkt mit einem Hilfskolben (25) zusammen, um zumindest eine Ansaugkammer mit variablem Volumen zu definieren. o. Der Hilfskolben (25) umfasst eine im Wesentlichen zylindrische Mantelfläche. p. Der Hilfskolben (25) umfasst eine auf die Anzahl der Schieber (23) des Arbeitskolbens (20) abgestimmte Anzahl von Ausnehmungen (26). q. Der Arbeitskolben (20) und der Hilfskolben (25) wälzen derart aneinander ab, dass ein Schieber (23) dichtend in einer Ausnehmung (26) aufgenommen wird. r. Der Arbeitskolben (20) und der Hilfskolben (25) sind zwangssynchronisiert drehbar.Rotary piston engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the compression stage ( 2 ) satisfies at least one of the following requirements: a. The compressed working gas is ignited by the working piston ( 20 ). b. The working piston ( 20 ) comprises at least one opening ( 21 ), which the working piston ( 20 ) penetrates. c. The opening ( 21 ) penetrates the working piston ( 20 ) substantially in the radial direction. d. The working piston ( 20 ) comprises a lateral surface ( 22 ), which together with a housing ( 10 ) of the rotary piston engine ( 1 ) at least one annular space section ( 2a . 2 B . 2c ) Are defined. e. The lateral surface ( 22 ) of the working piston ( 20 ) is substantially cylindrical. f. The working piston ( 20 ) comprises at least one slide ( 23 ), which preferably radially from the lateral surface ( 22 ) of the working piston ( 20 ). G. The slider ( 23 ) is formed involute in cross-section. H. The slider ( 23 ) defines together with a housing ( 10 ) of the rotary piston engine ( 1 ) and the lateral surface ( 22 ) of the working piston ( 20 ) a preferably sealed on all sides annular space portion. i. The working piston ( 20 ) comprises several slides ( 23 ), which relative to the axis of rotation of the working piston ( 20 ) at regular angular intervals from the lateral surface ( 22 ) of the working piston ( 20 ) protrude. j. The working piston ( 20 ) comprises three slides ( 23 ), which relative to the axis of rotation of the working piston ( 20 ) at angular intervals of 120 ° from the lateral surface ( 22 ) of the working piston ( 20 ) protrude. k. The opening ( 21 ) ends on a flank of the slider ( 23 ), preferably on a front side in the direction of rotation of the slide ( 23 ). l. The working piston ( 20 ) is designed as a double-walled hollow cylinder, wherein an inner cylinder of the working piston ( 20 ) preferably has a greater axial length than an outer cylinder of the working piston ( 20 ) having. m. The working piston ( 20 ) acts with an auxiliary piston ( 25 ) to define at least one variable volume compaction chamber. n. The working piston ( 20 ) acts with an auxiliary piston ( 25 ) to define at least one variable volume aspiration chamber. o. The auxiliary piston ( 25 ) comprises a substantially cylindrical lateral surface. p. The auxiliary piston ( 25 ) includes one on the number of slides ( 23 ) of the working piston ( 20 ) coordinated number of recesses ( 26 ). q. The working piston ( 20 ) and the auxiliary piston ( 25 ) roll in such a way that a slider ( 23 ) sealing in a recess ( 26 ) is recorded. r. The working piston ( 20 ) and the auxiliary piston ( 25 ) are forcibly rotatable. Rotationskolbenmotor (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionsstufe (3) zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt: a. Das gezündete Arbeitsgas wird zur Expansion radial nach außen, von der Rotationsachse der Arbeitskolben (20, 30) wegführend, geleitet. b. Das gezündete Arbeitsgas wird zur Expansion durch den Arbeitskolben (30) der Expansionsstufe (3) geleitet. c. Der Arbeitskolben (30) umfasst zumindest eine Öffnung (31), die den Arbeitskolben (30) durchdringt. d. Die Öffnung (31) durchdringt den Arbeitskolben (30) im Wesentlichen in radialer Richtung. e. Der Arbeitskolben (30) umfasst eine Mantelfläche (32), die gemeinsam mit einem Gehäuse (10) des Rotationskolbenmotors (1) wenigstens einen Ringraumabschnitt definiert. f. Die Mantelfläche (32) des Arbeitskolbens (30) ist im Wesentlichen zylindrisch. g. Der Arbeitskolben (30) umfasst zumindest einen Schieber (33), der vorzugsweise radial von der Mantelfläche (32) des Arbeitskolbens (30) vorspringt. h. Der Schieber (33) ist im Querschnitt gesehen evolventenförmig ausgebildet. i. Der Schieber (33) definiert gemeinsam mit einem Gehäuse (10) des Rotationskolbenmotors (1) und der Mantelfläche (32) des Arbeitskolbens (30) einen vorzugsweise zu allen Seiten hin abgedichteten Ringraumabschnitt. j. Der Arbeitskolben (30) umfasst mehrere Schieber (33), die bezogen auf die Rotationsachse des Arbeitskolbens (30) in regelmäßigen Winkelabständen von der Mantelfläche (32) des Arbeitskolbens (30) hervorstehen. k. Der Arbeitskolben (30) umfasst drei Schieber (33), die bezogen auf die Rotationsachse des Arbeitskolbens (30) in Winkelabständen von 120° von der Mantelfläche (32) des Arbeitskolbens (30) hervorstehen. l. Die Öffnung (31) endet auf einer Flanke des Schiebers (33), vorzugsweise auf einer in Drehrichtung hinten gelegenen Flanke des Schiebers (33). m. Der Arbeitskolben (30) ist als einwandiger Zylinder ausgebildet. n. Der Arbeitskolben (30) wirkt mit einem Hilfskolben (35) zusammen, um zumindest eine Expansionskammer mit variablem Volumen zu definieren. o. Der Hilfskolben (35) umfasst eine im Wesentlichen zylindrische Mantelfläche. p. Der Hilfskolben (35) umfasst eine auf die Anzahl der Schieber (33) des Arbeitskolbens (30) abgestimmte Anzahl von Ausnehmungen (36). q. Der Arbeitskolben (30) und der Hilfskolben (35) wälzen derart aneinander ab, dass ein Schieber (33) dichtend in einer Ausnehmung (36) aufgenommen wird. r. Der Arbeitskolben (30) und der Hilfskolben (35) sind zwangssynchronisiert drehbar.Rotary piston engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the expansion stage ( 3 ) satisfies at least one of the following requirements: a. The ignited working gas is for expansion radially outward, from the axis of rotation of the working piston ( 20 . 30 ) leading away, directed. b. The ignited working gas is expanded by the working piston ( 30 ) of the expansion stage ( 3 ). c. The working piston ( 30 ) comprises at least one opening ( 31 ), which the working piston ( 30 ) penetrates. d. The opening ( 31 ) penetrates the working piston ( 30 ) substantially in the radial direction. e. The working piston ( 30 ) comprises a lateral surface ( 32 ), which together with a housing ( 10 ) of the rotary piston engine ( 1 ) defines at least one annulus portion. f. The lateral surface ( 32 ) of the working piston ( 30 ) is substantially cylindrical. G. The working piston ( 30 ) comprises at least one slide ( 33 ), preferably radially from the lateral surface ( 32 ) of the working piston ( 30 ). H. The slider ( 33 ) is formed involute in cross-section. i. The slider ( 33 ) defines together with a housing ( 10 ) of the rotary piston engine ( 1 ) and the lateral surface ( 32 ) of the working piston ( 30 ) a preferably sealed on all sides annular space portion. j. The working piston ( 30 ) comprises several slides ( 33 ), which relative to the axis of rotation of the working piston ( 30 ) at regular angular intervals from the lateral surface ( 32 ) of the working piston ( 30 ) protrude. k. The working piston ( 30 ) comprises three slides ( 33 ), which relative to the axis of rotation of the working piston ( 30 ) at angular intervals of 120 ° from the lateral surface ( 32 ) of the working piston ( 30 ) protrude. l. The opening ( 31 ) ends on a flank of the slider ( 33 ), preferably on a rearward in the direction of rotation flank of the slide ( 33 ). m. The working piston ( 30 ) is designed as a single-walled cylinder. n. The working piston ( 30 ) acts with an auxiliary piston ( 35 ) to define at least one variable volume expansion chamber. o. The auxiliary piston ( 35 ) comprises a substantially cylindrical lateral surface. p. The auxiliary piston ( 35 ) includes one on the number of slides ( 33 ) of the working piston ( 30 ) coordinated number of recesses ( 36 ). q. The working piston ( 30 ) and the auxiliary piston ( 35 ) roll in such a way that a slider ( 33 ) sealing in a recess ( 36 ) is recorded. r. The working piston ( 30 ) and the auxiliary piston ( 35 ) are forcibly rotatable. Rotationskolbenmotor (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskolbenmotor (1) eine Zündkammer (60) aufweist, die zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt: a. Die Zündkammer (60) ist zumindest abschnittsweise radial innerhalb des Arbeitskolbens (20) der Verdichtungsstufe (2) und/oder radial innerhalb des Arbeitskolbens (30) der Expansionsstufe (3) angeordnet. b. Die Zündkammer (60) kann in einem vorzugsweise verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitskolbens (20) mit der Verdichtungsstufe (2) kommunizieren. c. Die Zündkammer (60) kann in einem vorzugsweise verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitskolbens (30) mit der Expansionsstufe (3) kommunizieren. d. Die Zündkammer (60) kann in einem vorzugsweise verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitskolbens (30) weder mit der Verdichtungsstufe (2) noch mit der Expansionsstufe (3) kommunizieren. e. Die Zündkammer (60) umfasst einen Zündkammerzulauf (62, 63, 64), der in einem vorzugsweise verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitskolbens (20) der Verdichtungsstufe (2) über die Öffnung (21) mit einer Verdichtungskammer kommunizieren kann. f. Die Zündkammer (60) umfasst einen Zündkammerablauf, der in einem vorzugsweise verstellbaren Drehwinkelbereich des Arbeitskolbens (30) der Expansionsstufe (3) über die Öffnung (31) mit einer Expansionskammer kommunizieren kann. g. Die Zündkammer (60) umfasst eine Zündkerze (65), die im Wesentlichen parallel zu einer Rotationsachse der Arbeitskolben (20, 30) ausgerichtet ist.Rotary piston engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary piston engine ( 1 ) an ignition chamber ( 60 ) meeting at least one of the following requirements: a. The ignition chamber ( 60 ) is at least partially radially within the working piston ( 20 ) of the compaction level ( 2 ) and / or radially within the working piston ( 30 ) of the expansion stage ( 3 ) arranged. b. The ignition chamber ( 60 ) can in a preferably adjustable rotational angle range of the working piston ( 20 ) with the compression level ( 2 ) communicate. c. The ignition chamber ( 60 ) can in a preferably adjustable rotational angle range of the working piston ( 30 ) with the expansion stage ( 3 ) communicate. d. The ignition chamber ( 60 ) can in a preferably adjustable rotational angle range of the working piston ( 30 ) with neither the compaction level ( 2 ) with the expansion stage ( 3 ) communicate. e. The ignition chamber ( 60 ) includes a Zündkammerzulauf ( 62 . 63 . 64 ), which in a preferably adjustable rotational angle range of the working piston ( 20 ) of the compaction level ( 2 ) over the opening ( 21 ) can communicate with a compression chamber. f. The ignition chamber ( 60 ) comprises a Zündkammerablauf, which in a preferably adjustable rotational angle range of the working piston ( 30 ) of the expansion stage ( 3 ) over the opening ( 31 ) can communicate with an expansion chamber. G. The ignition chamber ( 60 ) comprises a spark plug ( 65 ) substantially parallel to an axis of rotation of the working pistons ( 20 . 30 ) is aligned. Rotationskolbenmotor (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskolbenmotor (1) eine Steuerkonsole (6) aufweist, die zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt: a. Die Steuerkonsole (6) ist verstellbar, vorzugsweise verdrehbar, im Gehäuse (10) des Rotationskolbenmotors (1) angeordnet. b. Die Steuerkonsole (6) kann gegenüber dem Gehäuse (10) des Rotationskolbenmotors (1) um einen Winkel von +/–30°, vorzugsweise +/–20°, bevorzugt +/–10°, besonders bevorzugt +/–5° bezogen auf die Rotationsachse der Arbeitskolben (20, 30) verdreht werden. c. Die Zündkammer (60) und/oder der Zündkammerzulauf (62, 63, 64) und/oder der Zündkammerablauf und/oder die Zündkerze (65) ist/sind in der Steuerkonsole (6) angeordnet. d. Die Steuerkonsole (6) umfasst einen ersten zylindrischen Abschnitt (61), der radial innerhalb des Arbeitskolbens (20) der Verdichtungsstufe (2) angeordnet ist. e. Die Steuerkonsole (6) umfasst einen zweiten zylindrischen Abschnitt (66), der radial innerhalb des Arbeitskolbens (30) der Expansionsstufe (3) angeordnet ist.Rotary piston engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary piston engine ( 1 ) a control console ( 6 ) meeting at least one of the following requirements: a. The control console ( 6 ) is adjustable, preferably rotatable, in the housing ( 10 ) of the rotary piston engine ( 1 ) arranged. b. The control console ( 6 ) can be compared to the housing ( 10 ) of the rotary piston engine ( 1 ) by an angle of +/- 30 °, preferably +/- 20 °, preferably +/- 10 °, more preferably +/- 5 ° relative to the axis of rotation of the working piston ( 20 . 30 ) are twisted. c. The ignition chamber ( 60 ) and / or the ignition chamber inlet ( 62 . 63 . 64 ) and / or the Zündkammerablauf and / or the spark plug ( 65 ) is / are in the control panel ( 6 ) arranged. d. The control console ( 6 ) comprises a first cylindrical section ( 61 ) located radially inside the working piston ( 20 ) of the compaction level ( 2 ) is arranged. e. The control console ( 6 ) comprises a second cylindrical section ( 66 ) located radially inside the working piston ( 30 ) of the expansion stage ( 3 ) is arranged. Rotationskolbenmotor (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskolbenmotor (1) ein Gehäuse (10) aufweist, das zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt: a. Das Gehäuse (10) ist mehrteilig aus im Wesentlichen plattenförmigen Teilen (101, 102, 103, 104) aufgebaut. b. Das Gehäuse (10) umfasst einen vorderseitigen Gehäusedeckel (101), einen Gehäuserahmen (102) für die Verdichtungsstufe (2), einen Gehäuserahmen (103) für die Expansionsstufe (3) und einen rückseitigen Gehäusedeckel (104). c. Zumindest zwei Gehäuseteile (101, 102, 103, 104) sind gegeneinander abgedichtet. d. Das Gehäuse (10) umfasst einen im Wesentlichen quaderförmigen Umriss. e. Das Gehäuse (10) umfasst eine Schnittstelle für einen Kraftstoffzulauf (11) und/oder eine Schnittstelle (12) für einen Gehäuse-Kühlkreislauf und/oder eine Schnittstelle (13) für einen Steuerkonsolen-Kühlkreislauf und/oder einen Abgasausgang (14) und/oder Schnittstellen für Daten- und Signalübertragung (15, 16). f. Das Gehäuse (10) umfasst einen Kraftstoffzulauf, in welchem vorzugsweise ein Kugelrückschlagventil angeordnet ist.Rotary piston engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary piston engine ( 1 ) a housing ( 10 ) meeting at least one of the following requirements: a. The housing ( 10 ) consists of several parts of substantially plate-shaped parts ( 101 . 102 . 103 . 104 ) built up. b. The housing ( 10 ) comprises a front housing cover ( 101 ), a housing frame ( 102 ) for the compaction level ( 2 ), a housing frame ( 103 ) for the expansion stage ( 3 ) and a rear housing cover ( 104 ). c. At least two housing parts ( 101 . 102 . 103 . 104 ) are sealed against each other. d. The housing ( 10 ) comprises a substantially cuboid outline. e. The housing ( 10 ) includes an interface for a fuel feed ( 11 ) and / or an interface ( 12 ) for a housing cooling circuit and / or an interface ( 13 ) for a control console cooling circuit and / or an exhaust outlet ( 14 ) and / or interfaces for data and signal transmission ( 15 . 16 ). f. The housing ( 10 ) comprises a fuel inlet, in which a ball check valve is preferably arranged. Rotationskolbenmotor (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskolbenmotor (1) zumindest eine Welle (4, 5) aufweist, die zumindest eine der folgenden Anforderungen erfüllt: a. Die Welle (4, 5) ist drehbar im Gehäuse (10) angeordnet. b. Die Welle (4, 5) erstreckt sich vollständig durch das Gehäuse (10) und steht auf gegenüber liegenden Seiten aus dem Gehäuse (10) hervor. c. Die Welle ist als Arbeitswelle (4) ausgebildet, auf welcher der Arbeitskolben (20) der Verdichtungsstufe (2) und/oder der Arbeitskolben (30) der Expansionsstufe (3) fest oder verstellbar angeordnet ist/sind. d. Die Welle ist als Hilfswelle (5) ausgebildet, auf welcher ein Hilfskolben (25) der Verdichtungsstufe (2) und/oder ein Hilfskolben (35) der Expansionsstufe (3) fest oder verstellbar angeordnet ist/sind. e. Die Arbeits- und Hilfswellen (4, 5) sind durch ein Getriebe miteinander gekoppelt. f. Das Getriebe ist als Zahnradgetriebe ausgebildet. g. Die Zahnräder (40, 50) des Zahnradgetriebes sind außerhalb des Gehäuses angeordnet. h. Die Zahnräder (40, 50) des Zahnradgetriebes sind als Stirnräder, vorzugsweise schräg verzahnte Stirnräder, ausgebildet. i. Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes beträgt 1:1.Rotary piston engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary piston engine ( 1 ) at least one wave ( 4 . 5 ) meeting at least one of the following requirements: a. The wave ( 4 . 5 ) is rotatable in the housing ( 10 ) arranged. b. The wave ( 4 . 5 ) extends completely through the housing ( 10 ) and stands on opposite sides of the housing ( 10 ). c. The wave is a wave of work ( 4 ), on which the working piston ( 20 ) of the compaction level ( 2 ) and / or the working piston ( 30 ) of the expansion stage ( 3 ) is fixed or adjustable arranged / are. d. The shaft is an auxiliary shaft ( 5 ), on which an auxiliary piston ( 25 ) of the compaction level ( 2 ) and / or an auxiliary piston ( 35 ) of the expansion stage ( 3 ) is fixed or adjustable arranged / are. e. The working and auxiliary shafts ( 4 . 5 ) are coupled together by a gear. f. The transmission is designed as a gear transmission. G. The gears ( 40 . 50 ) of the gear transmission are arranged outside of the housing. H. The gears ( 40 . 50 ) of the gear transmission are formed as spur gears, preferably helical spur gears. i. The gear ratio of the gearbox is 1: 1. Rotationskolbenmotor (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskolbenmotor (1) zumindest einen Kühlkreislauf aufweist, vorzugsweise zwei getrennte Kühlkreisläufe aufweist.Rotary piston engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary piston engine ( 1 ) has at least one cooling circuit, preferably having two separate cooling circuits. Rotationskolbenmotor (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskolbenmotor (1) einen Vergaser zur Aufbereitung des Arbeitsgases aufweist.Rotary piston engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary piston engine ( 1 ) has a carburetor for the treatment of the working gas. Rotationskolbenmotor (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskolbenmotor (1) eine Einspritzvorrichtung zur Einspritzung des Arbeitsgases in die Verdichtungsstufe (2) oder in die Zündkammer (60) aufweist.Rotary piston engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary piston engine ( 1 ) an injection device for injecting the working gas into the compression stage ( 2 ) or in the ignition chamber ( 60 ) having. Rotationskolbenmotor (1), umfassend eine Verdichtungsstufe (2) und eine Expansionsstufe (3) mit jeweils einem rotierenden Arbeitskolben (20, 30) zur Verdichtung bzw. Expansion eines Arbeitsgases sowie eine Zündkammer (60) zur Zündung und Verbrennung des Arbeitsgases, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündkammer (60) in einem verstellbaren Drehwinkelbereich des jeweiligen Arbeitskolbens (20, 30) mit der Verdichtungsstufe (2) und/oder mit der Expansionsstufe (3) kommunizieren kann.Rotary piston engine ( 1 ), comprising a compaction level ( 2 ) and an expansion stage ( 3 ) each with a rotating working piston ( 20 . 30 ) for the compression or expansion of a working gas and an ignition chamber ( 60 ) for ignition and combustion of the working gas, characterized in that the ignition chamber ( 60 ) in an adjustable rotation angle range of the respective working piston ( 20 . 30 ) with the compression level ( 2 ) and / or with the expansion stage ( 3 ) can communicate. Rotationskolbenmotor (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehwinkelbereich des jeweiligen Arbeitskolben (20, 30), in welchem die Zündkammer (60) mit der Verdichtungsstufe (2) und/oder mit der Expansionsstufe (3) kommunizieren kann, in Abhängigkeit von einer Messgröße, vorzugsweise der Drehzahl des jeweiligen Arbeitskolbens (20, 30), gesteuert oder geregelt wird.Rotary piston engine ( 1 ) according to claim 13, characterized in that the rotation angle range of the respective working piston ( 20 . 30 ), in which the ignition chamber ( 60 ) with the compression level ( 2 ) and / or with the expansion stage ( 3 ), depending on a measured variable, preferably the rotational speed of the respective working piston ( 20 . 30 ), controlled or regulated. Rotationskolbenmotor (1), umfassend eine Verdichtungsstufe (2) und eine Expansionsstufe (3) mit jeweils einem rotierenden Arbeitskolben (20, 30) zur Verdichtung bzw. Expansion eines Arbeitsgases sowie eine Zündkammer (60) zur Zündung und Verbrennung des Arbeitsgases, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündkammer (60) zumindest abschnittsweise radial innerhalb des Arbeitskolbens (20) der Verdichtungsstufe (2) und/oder radial innerhalb des Arbeitskolbens (30) der Expansionsstufe (3) angeordnet ist.Rotary piston engine ( 1 ), comprising a compaction level ( 2 ) and an expansion stage ( 3 ) each with a rotating working piston ( 20 . 30 ) for the compression or expansion of a working gas and an ignition chamber ( 60 ) for ignition and combustion of the working gas, characterized in that the ignition chamber ( 60 ) at least partially radially within the working piston ( 20 ) of the compaction level ( 2 ) and / or radially within the working piston ( 30 ) of the expansion stage ( 3 ) is arranged.
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