Verbrennungsmotor

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem im Querschnitt kreisförmigen Rotor und einem den Rotor umgebenden kreisringförmigen Stator.

[0002] Es sind schon zahlreiche Kreiskolbenmotore in den unterschiedlichsten Konstruktionen bekannt geworden, denen es bisher nicht gelungen ist, ihre «Kinderkrankheiten» abzulegen und sich gegen herkömmliche Motoren durchzusetzen. Am weitesten auf diesem Gebiet ist der als Wankelmotor bekannte Kreiskolbenmotor entwickelt worden, der jedoch wegen unüberwindbarer Materialprobleme gleichfalls keinen endgültigen Durchbruch bisher geschafft hat. Trotzdem behält der grundlegende Gedanke aller dieser Überlegungen, vom «Dampfmaschinenprinzip» abzugehen und die Expansionskräfte von Verbrennungsgasen sogleich in eine Drehbewegung umzusetzen, seine Gültigkeit. Dieser Gedanke hat auch zur Entwicklung der Turbine geführt. Die hohe Drehzahl der Turbine setzt ihrer Anwendung jedoch in vielen Fällen Grenzen, da durch die hohe Drehzahl auch ihre Leistung nach unten begrenzt ist. Andererseits ist der Kolbenmotor in seiner Leistung praktisch nach oben begrenzt, da er sonst raum- und gewichtsmässig zu gross wird.

[0003] Neuerdings ist bei dem Versuch der Umstellung von herkömmlichen Kolbenmotoren auf Wasserstoff als Brennstoffgas ein weiteres Problem aufgetreten, das man als das Problem der Detonation bezeichnen kann. Ein Wasserstoffgas-LuftGemisch entzündet sich sehr leicht von selbst. In der Kompressionsphase eines Kolbenmotors kann es zu einer frühzeitigen Zündung kommen, die eine erhebliche Motorbeschädigung zur Folge haben kann oder bestenfalls zur Ineffektivität führt. Arbeitet man mit flüssigem Wasserstoff, so ist diese Gefahr zwar kleiner, beseitigt ist sie jedoch nicht, da sich ein Teil des Flüssig-Wasserstoff-Luft-Gemisches in ein Gasförmig-Wasserstoff-Luft-Gemisch verwandeln kann. Die hohe Betriebstemperatur begünstigt diesen Vorgang. Hierbei auftretende Nebenprobleme sind die Betankung und Zuleitung, für die besondere wärme-und gleichzeitig kältebeständige Materialien und Verfahren benötigt werden. Die enorme Energieaufwendung, die zur Verflüssigung des Wasserstoffs notwendig sind, stellen die Wirtschaftlichkeit eines solchen Motors in Frage.

[0004] In der DE-C 283 368 ist ein Verbrennungsmotor beschrieben mit einem im Querschnitt kreisförmigen Rotor und einem den Rotor umgebenden kreisringförmigen Stator (Innenläufer), wobei an der Innenseite des Stators eine Klappe gelagert ist, die durch einen am Rotor befindlichen Arbeitsnocken in den Stator zurückschiebbar ist, und in der Umfangsfläche des Rotors kreisabschnittsförmige Ausnehmungen als Expansionsräume vorhanden sind, an deren einem Ende eine Brennkammer angeordnet ist und deren anderes Ende in eine Rampe ausläuft; es sind Klappen in die Ausnehmungen des Rotors zur Aufnahme der Kräfte der expandierenden Verbrennungsgase hineinschiebbar und durch eine Rampe in den Stator rückschiebbar. Den Klappen haftet jedoch der Nachteil an, dass ihre an dem Rotor anliegenden Kanten einem hohen Verschleiss unterliegen und damit an dem Motor sämtliche bekannten Abdichtungsprobleme vorhanden sind.

[0005] Aus der DE-A 2 429 553 ist ein Kreiskolbenmotor bekannt, mit einem im Querschnitt kreisförmigen Rotor und einem den Rotor umgebenden kreisringförmigen Stator, wobei an der Innenseite des Stators eine Klappe schwenkbar gelagert ist, die durch einen am Rotor befindlichen Arbeitsnocken in den Stator rückklappbar ist. Die Klappe wird durch eine Blattfeder in ihre Schliessstellung gedrückt und durch eine Dichtleiste gegenüber dem Rotor abgedichtet. Bei höheren Drehzahlen vermag die Feder ihre Aufgabe nicht mehr zu erfüllen und die Dichtleiste unterliegt einem schnellen Verschleiss. Diesem nach dem Expansionsprinzip arbeitenden Motor haftet der weitere bekannte Nachteil an, dass auch der Rotor gegenüber dem Stator durch eine dem Verschleiss stark unterliegende weitere Dichtleiste abgedichtet ist. Ausserdem hat der Motor einen Totpunkt, der dadurch gegeben ist, dass die Austrittsöffnung für das Gas im Rotor und die Auslassöffnung im Stator in einer bestimmten Stellung miteinander korrespondieren. Schliesslich haftet auch diesem Motor der grundsätzliche Nachteil aller bekannten Kreiskolbenmotore an, im unteren Drehzahlbereich praktisch kein Drehmoment zu besitzen.

[0006] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Motor zu schaffen, der die Nachteile bekannter Motoren vermeidet, der insbesondere als Rotationsmotor arbeitet und der gleichzeitig in der Lage ist, alternative Kraftstoffe, insbesondere gasförmigen Wasserstoff, problemlos und möglichst umweltfreundlich zu verarbeiten.

[0007] Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einem Verbrennungsmotor mit einem im Querschnitt kreisförmigen Innenteil und einem das Innenteil umgebendes kreisringförmiges Aussenteil aus, wobei in der Umfangsfläche des Innenteiles mindestens eine kreisabschnittsförmige Ausnehmung als Expansionsraum vorhanden ist, an derem einen Ende eine Brennkammer angeordnet ist und deren anderes Ende von einem Arbeitsnocken begrenzt ist, der zum Expansionsraum hin in eine Rampe ausläuft und wobei an der Innenseite des Aussenteiles mindestens eine Klappe schwenkbar gelagert ist, die in die Ausnehmung des Innenteiles zur Aufnahme der Kräfte der expandierenden Verbrennungsgase hineinklappbar und durch die Rampe in das Aussenteil rückklappbar ist. Die Erfindung besteht darin, dass die Klappe zum Expansionsraum hin, die Form eines Spoilers hat, gegen den die Verbrennungsgase strömungsmechanisch wirksam anströmen. Dieser Motor zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus: Er kann mit einfachem Wasserstoffgas betrieben werden, das mit dem Sauerstoff der Luft oxidiert wird. Eine verfrühte Zündung kann nicht erfolgen, da Wasserstoff und Luft erst unmittelbar vor der Zündung in einer Brennkammer zusammengebracht werden. Eine Kompressionsphase gibt es nicht. Eine nachträgliche Detonation unverbrannter Gasreste hat keine nachteilige Wirkung auf den Motor bzw. dessen Lauf, sondern wird in zusätzliche Antriebsenergie umgesetzt.

[0008] In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht des geöffneten Innenraumes eines Motors,

Fig. 2 eine Ansicht des Motors mit teilweise geschlossenem Innenraum,

Fig. 3 eine Ansicht des zusammengebauten Motors,

Fig. 4a eine Vorderansicht, ein Querschnitt und eine rückwärtige Ansicht einer Brennkammer,

Fig. 4b ein Motorausschnitt mit einer Brennkammer und einer Klappe,

Fig. 4c ein Motorausschnitt mit der Klappe in zwei verschiedenen Stellungen,

Fig. 5 eine Klappe in vergrössertem Massstab,

Fig. 6a zwei Schnitte durch die innere Begrenzung und

Fig. 6b die Klappe nach den Schnittlinien Vla-Vla, Vlb-Vlb von Fig. 4c,

Fig. 7a einen Schnitt nach der Linie Vlla-Vlla von Fig. 7b und

Fig. 7b eine Ansicht des Motors mit weggelassenem Ausenring aus Richtung des Pfeiles Vllb von Fig. 7a.

[0009] Fig. 1 zeigt die axiale Ansicht eines Motors 1 mit geöffnetem Innenraum, wobei die Blickrichtung mit der Motorachse 4 einen kleinen Winkel bildet. Die Ansicht lässt die beiden Hauptteile des Motors 1 erkennen, nämlich der Rotor 2 und den Stator 3, woraus zu erkennen ist, dass in diesem Ausführungsbeispiel der Motor 1 als Innenläufer ausgebildet ist. Der Rotor 2 besitzt in seiner Umfangsfläche 21 kreisabschnittsförmige Ausnehmungen 22 als Expansionsräume für die Verbrennungsgase. An einem Ende des Expansionsraumes 22 ist eine Brennkammer 23 angeordnet, während das andere Ende in eine Rampe 24 ausläuft. Andererseits sind an der Innenseite 31 des Stators 3 Klappen 32 schwenkbar gelagert, die in die Ausnehmungen 22 des Rotors 2 zur Aufnahme der Kräfte der expandierenden Verbrennungsgase hineinklappbar und durch die Rampe 24 in den Stator 3 rückklappbar sind. Wie später noch näher erläutert werden wird, handelt es sich hierbei um die Konvex-Version des Verbrennungsmotors 1 bezüglich der Brennkammern 23. In dem in Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel des Motors 1 hat dieser vier Antriebsaggregate, bestehend aus jeweils vier Expansionsräumen 22 mit acht Klappen 32 und vier Brennkammern 23. Es versteht sich jedoch, dass dieses lediglich ein Beispiel ist und dass es ohne weiteres möglich ist, 2, 3, 5, 7, 8 oder auch mehr Antriebsaggregate vorzusehen. Auch die Anzahl der Klappen ist beliebig.

[0010] Die Brennkammern 23 sind mit Armen, im Ausführungsbeispiel mit jeweils vier Armen 431, 432, 433 und 434 an den Armträgern, im Beispiel den beiden Armträgern 421, 422 befestigt. Am äusseren Ende der Arme befinden sich zwei Innenringe 261, 262, von denen jedoch nur der auf der Ansichtsseite liegende Innenring 261 sichtbar ist. Zwischen jeweils zwei Brennkammern erstreckt sich der Expansionsraum 22, der zur Rotorachse 4 hin durch ein äusseres Begrenzungsteil 34 und in axialer Richtung auf beiden Seiten durch jeweils einen Aussenring 51, 52 begrenzt ist. In Fig. 2 ist der auf einer Seite befindliche Aussenring 51 wiedergegeben. Ein gleicher Ring 52 befindet sich axial gesehen auf der gegenüberliegenden Motorseite. Der Rotor 2 ist durch zwei Aussenringträger 61, 62 im Stator 3 fixiert und gelagert. In Fig. 3 ist ein Aussenringträger 61 wiedergegeben, während sich der zweite Aussenringträger 62 axial gesehen auf der anderen Motorseite befindet. Die Rotorachse 4 ist in an sich bekannter Weise mit einem Kugellager 63 in den Aussenringträgern 61, 62 gelagert.

[0011] Der Stator 3 besteht aus kreisringförmigen Lamellen 35, von denen in Fig. 1 beispielsweise die Lamellen 351, 352, 353 bezeichnet sind. Zwischen den Lamellen 35 befinden sich Distanzteile 36. Der aus Lamellen 35 und Distanzteilen 36 bestehende Statorblock wird durch den Stator durchsetzende Verbindungsbolzen 37 zusammengehalten. In Fig. 1 ist einer der Verbindungsbolzen 37 wiedergegeben.

[0012] In einer zweiten Ausführungsform des Stators 3 besteht dieser aus kreisabschnittsförmigen, durch Fixierungen zusammengehaltenen Segmenten. Diese Segmente können vorzugsweise aus geeigneten und im Motorbau üblichen Leichtmetallen bzw. -legierungen bestehen.

[0013] Auf seiner Innenseite 31 weist der Stator 3 Ausnehmungen 33 für die Aufnahme der Klappen 32 auf. Diese Ausnehmungen 33 sind vorzugsweise komplementär zur Form der Klappen 32 bzw. formschlüssig mit diesen. Die Klappen 32 haben zum Expansionsraum 22 hin die Form eines Spoilers. Die Spoilerform bewirkt, dass die die Klappe 32 anströmenden Verbrennungsgase die Klappe 32 in den Expansionsraum 22 hineinzieht, so wie dieses der Pfeil P3 in Fig. 4b zeigt.

[0014] In Fig. 4a ist eine Vorderansicht, ein Schnitt und eine Hinteransicht der Brennkammer 23 in vergrössertem Massstab wiedergegeben. Die Brennkammer 23 besteht aus der Austrittsdüse 232, dem Brennraum 231, zwei Eintrittsdüsen 233, 234 für die beiden Reaktionsgase bzw. Brennstoffgase und einer Zündsonde 235. Als Brenngase werden vorzugsweise .Wasserstoff und Luft verwandt. Zwei Brennstoffgase, die unter bestimmten Druckverhältnissen in der Brennkammer 23 zusammengebracht werden, werden durch die Zündsonde 235, die in die Brennkammer 23 hineinragt, entzündet. Die Menge der einzelnen Gase und deren Druck lässt sich durch Kompressoren genau regeln und einstellen. Durch die Zündsonde 235 ist es auch möglich, die für die jeweiligen Gase entsprechende Zündung, d.h. Zündtemperatur und Zündmoment, genau einzustellen. Bei den zu verwendenden Gase sind die üblichen stöchiometrischen Mengenverhältnisse zu beachten, sowie die Auswirkung auf das Material, aus dem die Brennkammer 23 besteht. Eine Kompression des Gases findet in der Brennkammer 23 nicht statt. Das Problem der Selbstzündung bei bestimmten Gasen, wie z. B. Wasserstoff, stellt sich daher überhaupt nicht. Ausserdem wäre Früh- oder Spätzündung für die Funktion des Motors 1 unerheblich, im Gegensatz zu den Verhältnissen bei einem Kolbenmotor.

[0015] Die gegenseitige Stellung von Brennkammer 23 und Rampe 24 ist in Fig. 4b und Fig. 4c dargestellt. Wegen des kleineren Massstabes dieser Darstellung ist die Krümmung von Rotor 2 und Stator 3 nicht erkennbar. Der Pfeil P1 gibt die Drehrichtung des Rotors 2 an. Mit dem Rotor 2 und der Brennkammer 23 bewegt sich auch die Rampe 24 in diese Drehrichtung. Bei dieser Bewegung läuft die Klappe 32 mit ihrer Vorderkante 321 auf die Rampe 24 auf. Die Klappe 32 ist an einem Klappengestänge 322, 323 schwenkbar gelagert. Bei dem in den Fig. 4b, 4c wiedergegebenen Klappengestänge besteht dieses aus mindestens einem geraden Hebel 322 und zwei Kniehebel 323. In den Fig. 4b, 4c liegen die beiden Kniehebel 323 auf beiden Seiten der Klappe 32 hintereinander, so dass in den Figuren nur einer sichtbar ist. Andererseits ist es aber auch möglich, dass das Klappengestänge aus zwei geraden und einem Kniehebel besteht, wobei in diesem Fall jeweils ein gerader Hebel auf jeder Seite der Klappe 32 liegt.

[0016] Die Schwenkbewegung der Klappe 32 in den Expansionsraum 22 hinein ist durch eine an den Kniehebel 323 angeformte und in der abgesenkten Stellung an die Klappe 32 anschlagende Anschlagnase 324 begrenzt. Durch diese Anschlagnase 324 wird die Absenkbewegung der Klappe 32 derart begrenzt, dass die Unterseite der Klappe 32 nur noch einen sehr geringen Abstand von der inneren Begrenzung 25 des Expansionsraumes 22 besitzt. Dieser Abstand beträgt nur noch etwa 5/1000 mm.

[0017] In einer weiteren Ausführungsform kann die Klappe 32 durch ein Klappengestänge und einen schwenkbar ausgebildeten Teil der äusseren Begrenzung 34 schwenkbar gelagert sein. Ebenfalls wäre es möglich, die Klappe 32 in einer Schiene ohne Gestänge, ähnlich wie einen Fahrstuhl, in den Expansionsraum 22 hinein- oder herausschiebbar anzuordnen.

[0018] Bei der Drehung des Rotors 2 befinden sich die Klappen 32 des Motors 1 in dem Expansionsraum 22 und nehmen die Kräfte der expandierenden Verbrennungsgase auf. Hierdurch führt der Rotor 2 eine Drehbewegung gegenüber dem Stator 3 aus, was zur Folge hat, dass, wie in Fig. 4c wiedergegeben ist, die Vorderkante 321 der Klappe 32 gegen die Rampe 24 anstösst und eine Rückklappbewegung einleitet. In Fig. 4c ist die Klappe 32 in zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitpunkten wiedergegeben. Die Rückklappbewegung der Klappe 32 in den Stator erfolgt durch zwei in der Vorderkante 321 der Klappe 32 befindliche, auf der Rampe 24 gleitende Gleitstifte 325a, 325b (Fig. 5).

[0019] In Fig. 5 ist die Klappe 32 in vergrösserter Darstellung wiedergegeben. Die Klappe 32 ist vorzugsweise aus einem im Motorenbau üblichen Leichtmetall gegossen. In der Vorderkante 321 befinden sich beispielsweise zwei Gleitstifte 325a, 325b. Während der in Fig. 6a dargestellten freien Bewegung im Expansionsraum 22 berühren die Gleitstifte 325a, b die innere Begrenzung 25 nicht. Erst beim Auflaufen der Klappe 32 auf die Rampe 24 bekommen die Gleitstifte 325a, 325b Berührungskontakt mit der inneren Begrenzung, wie dieses aus Fig. 6b zu ersehen ist und gleiten auf der Kante des Innenrings 261 entlang. Durch diese nur sehr kurzfristige Berührung der Stifte 325a, b mit dem Innenring 261, 262 werden die Gleitstifte nur sehr wenig beansprucht und haben daher eine sehr grosse Lebensdauer.

[0020] Da die Klappe 32 am Stator 3 gelagert ist, können im Falle eines zu starken Abriebs die Stifte 325a, b sehr leicht nachgestellt bzw. nachjustiert werden. Bei einer zweiten Ausführungsform der Klappen 32 sind in der Vorderkante 321 auf der Rampe 24 abrollende Rädchen gelagert. Ebenfalls können auf der gegenüberliegenden Kante 327 abrollende Rädchen angebracht sein, die beim Vorbeidrehen der Brennkammer 23 bis zum Fall die Gleitreibung der Klappe 32 in Rollreibung umwandeln und so das Klappenmaterial schonen. Gemäss einer dritten Variante ist in der Rampe 24 ein Laufrollenlager angeordnet, auf dem die Vorderkante 321 der Klappe 32 direkt abrollen kann.

[0021] Die Fig. 7a, 7b zeigen die wesentlichen Dichtungselemente des Motors 1. Die Dichtungselemente müssen einerseits den Expansionsraum 22 gegenüber dem Stator 3 und die Klappen 32 gegenüber dem Rotor 2 abdichten. Fig. 7a stellt einen Schnitt durch die Brennkammer 23 sowie den Expansionsraum 22 nach der Linie Vlla-Vlla von Fig. 7b dar. Unterhalb der inneren Begrenzung 25 liegt die Dichtung 611 und zu beiden Seiten neben der Vorderkante der Brennkammer 23 jeweils eine Dichtleiste 612a, 612b und dichten den Expansionsraum 22 gegenüber den Aussenringen 51, 52 ab. Andererseits ist aber auch die Klappe 32 durch Dichtleisten 326a, 326b bei ihrer Schwenkbewegung gegenüber den Aussenringen 51, 52 abgedichtet. Es besteht bei dem Motor aber auch die Möglichkeit, durch eine höhere Passgenauigkeit von inneren Begrenzung 25, Brennkammer 23, Brennkammerblende 236 und Klappe 32 auf die Dichtungen 611, 612a, 612b und 326a, b ganz zu verzichten. Eine weitere Möglichkeit ist die, das innere Begrenzungsteil 25 und/oder die Klappe 32 aus selbstdichtendem Material herzustellen.

[0022] Ferner ist ein Motor denkbar, bei dem der Rotor 2 stationär und der Stator 3 die Drehbewegung ausführt. Man kann hier von einer Umkehr der Rotor-Stator-Eigenschaft sprechen. Schliesslich ist es auch denkbar, den Motor 1 so zu gestalten, dass Stator 3 und Rotor 2 als koaxiale Scheiben ausgebildet sind.

Ansprüche

1. Verbrennungsmotor (1) mit einem im Querschnitt kreisförmigen Innenteil (2) und einem das Innenteil (2) umgebendes kreisringförmiges Aussenteil (3), wobei in der Umfangsfläche (21) des Innenteiles (2) mindestens eine kreisabschnittsförmige Ausnehmung (22) als Expansionsraum vorhanden ist, an derem einen Ende eine Brennkammer (23) angeordnet ist und deren anderes Ende von einem Arbeitsnocken begrenzt ist, der zum Expansionsraum hin in eine Rampe (24) ausläuft und wobei an der Innenseite des Aussenteiles (3) mindestens eine Klappe (32) schwenkbar gelagert ist, die in die Ausnehmung (22) des Innenteiles (2) zur Aufnahme der Kräfte der expandierenden Verbrennungsgase hineinklappbar und durch die Rampe (24) in das Aussenteil (3) rückklappbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (32) zum Expansionsraum (22) hin die Form eines Spoilers hat, gegen den die Verbrennungsgase strömungsmechanisch wirksam anströmen.

2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das im Querschnitt kreisförmige Innenteil (2) als Rotor und das das Innenteil (2) umgebende Aussenteil (3) als Stator ausgebildet ist.

3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (23) eine rotationssymmetrische Form mit einem Brennraum (231) und einer Austrittsdüse (232) aufweist und die Längsachse der Brennkammer (23) an dem kreisförmigen Innenteil (2) tangential angeordnet ist.

4. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffgase durch die hohle Rotorachse (4) hindurch den Brennkammern (23) zugeführt werden.

5. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem inneren Begrenzungsteil (25) und den Brennkammern (23) einerseits und den Aussenringen (51, 52) andererseits Dichtungen (611, 612) und zwischen der Klappe (32) einerseits und den Aussenringen (51, 52) andererseits Dichtungen (326a, 326b) angeordnet sind.

6. Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen aus ausdehnungskompensiertem Bimaterial bestehen.

7. Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Begrenzungsteil (25) und/oder die Klappe (32) aus selbstdichtendem Material bestehen.

8. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (3) bzw. Klappenträger aus kreisabschnittsförmigen, durch Fixierungen zusammengehaltenen Segmenten besteht.

9. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator bzw. Klappenträger (3) auf seiner Innenseite (31) Ausnehmungen (33), vorzugsweise formschlüssige Ausnehmungen, für die Aufnahme der Klappen (32) aufweist.

10. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede Klappe (32) an einem Klappenträger (322, 323) schwenkbar gelagert ist.

11. Verbrennungsmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Klappengestänge (322, 323) aus mindestens einem geraden Hebel (322) und zwei Kniehebeln (323) oder zwei geraden und einem Kniehebel besteht.

12. Verbrennungsmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkbewegung der Klappe (32) in den Expansionsraum (22) hinein durch eine an dem Kniehebel (323) angeformte und an die Klappe (32) in der abgesenkten Stellung anschlagende Anschlagnase (324) begrenzt ist.

13. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jede Klappe (32) durch ein Klappengestänge und einen schwenkbar ausgebildeten Teil der äusseren Begrenzung (34) schwenkbar gelagert ist.

14. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappen (32) an einer in radialer Richtung verlaufenden Einrichtung in den Expansionsraum (22) hinein-und herausschiebbar ist.

15. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappen (32) an einem Schwenkhebel gelagert sind.

16. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückklappbewegung der Klappe (32) in den Stator (3) durch zwei in der Vorderkante (321) der Klappe (32) befindliche und auf der Rampe (24) gleitende Gleitstifte (325a, 325b) erfolgt.

17. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückklappbewegung der Klappe (32) in den Stator (3) durch zwei in der Vorderkante (321) der Klappe (32) gelagerte und auf der Rampe (24) abrollende Rädchen erfolgt.

18. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rampe (24) ein Laufrollenlager angeordnet ist, auf dem die Vorderkante (321) der Klappe (32) direkt abrollt.

Claims

1. Combustion engine (1) with an inner part (2) of circular cross-section and a circularly annular outer part (3) surrounding the inner part (2), wherein at least one recess (22) in the shape of a circular segment is present in the circumferential surface (21) of the inner part (2) as an expansion space, at the one end of which is arranged a combustion chamber (23) and the other end of which is bounded by an operating cam which runs out into a ramp (24) towards the expansion space, and wherein pivotably borne at the inside of the outer part (3) is at least one flap (32), which is tiltable into the recess (22) of the inner part (2) for reception of the forces of the expanding gases of combustion and tiltable back into the outer part (3) by the ramp (24), characterised thereby, that the flap (32) towards the expansion space (22) has the shape of a spoiler, against which the gases of combustion effectively flow in terms of flow mechanics.

2. Combustion engine according to claim 1, characterised thereby, that the inner part (2) of circular cross-section is constructed as rotor and the outer part (3) surrounding the inner part (2) is constructed as stator.

3. Combustion engine according to claim 1 or 2, characterised thereby, that the combustion chamber (23) displays a rotationally symmetrical shape with a combustion space (231) and an exit nozzle (232) and the longitudinal axis of the combustion chamber (23) is arranged tangentially at the circular inner part (2).

4. Combustion engine according to the claims 1 to 3, characterised thereby, that the fuel gases are conducted through the hollow rotor axle (4) to the combustion chambers (23).

5. Combustion engine according to the claims 1 to 4, characterised thereby, that the seals (611, 612) are arranged between the inner boundary part (25) and the combustion chambers (23) on the one hand and the outer rings (5.1, 52) on the other hand and seals (326a, 326b) are arranged between the flap (32) on the one hand and the outer rings (51, 52) on the other hand.

6. Combustion engine according to claim 5, characterised thereby, that the seals consists of bimetal compensated for expansion.

7. Combustion engine according to claim 5, characterised thereby, that the inner boundary part (25) and/or the flap (32) consist of self-sealing material.

8. Combustion engine according to the claims 1 to 7, characterised thereby, that the stator (3) or flap carrier consists of segments which are in the shape of circular segments and held together by fixings.

9. Combustion engine according to the claims 1 to 8, characterised thereby, that the stator or flap carrier (3) on its inner side (31) displays recesses (33), preferably shape-locking recesses, for the reception of the flaps (32).

10. Combustion engine according to the claims 1 to 9, characterised thereby, that each flap (32) is pivotably borne at a flap carrier (322, 323).

11. Combustion engine according to claim 9, characterised thereby, that the flap linkage (322, 323) consists of at least one straight lever (322) and two elbow levers (323) or two straight levers and one elbow lever.

12. Combustion engine according to claim 11, characterised thereby, that the pivotal movement of the flap (32) into the expansion space (22) is limited by an abutment lug (324), which is shaped on at the elbow lever (323) and abuts against the flap (32) in the lowered setting.

13. Combustion engine according to the claims 1 to 10, characterised thereby, that each flap (32) is pivotably borne by a flap linkage and a pivotably constructed part of the outer limitation (34).

14. Combustion engine according to the claims 1 to 9, characterised thereby, that the flap (32) is pushable into and out of the expansion space (22) at an equipment extending in radial direction.

15. Combustion engine according to the claims 1 to 9, characterised thereby, that the flaps (32) are borne at a pivot lever.

16. Combustion engine according to the claims 1 to 13, characterised thereby, that the return tilting movement of the flap (32) into the stator (3) takes place through two slide pins (325a, 325b) disposed in the front edge (321) of the flap (32) and sliding on the ramp (24).

17. Combustion engine according to the claims 1 to 13, characterised thereby, that the return tilting movement of the flap (32) into the stator (3) takes place through two little wheels borne in the front edge (321) of the flap (32) and rolling on the ramp (24).

18. Combustion engine according to the claims 1 to 13, characterised thereby, that a runner bearing, on which front edge (321) of the flap (32) rolls along directly, is arranged in the ramp (24).

Revendications

1. Moteur à combustion interne (1) comportant une partie intérieure (2) de section transversale circulaire, et une partie extérieure (3) en forme d'anneau circulaire entourant la partie intérieure (2), au moins un évidement (22) en forme de segment de cercle étant ménagé dans la surface périphérique (21) de la partie intérieure (2) en tant que chambre d'expansion à une extrémité de laquelle est disposée une chambre de combustion (23) et dont l'autre extrémité est délimitée par une came de travail, qui se continue en direction de la chambre d'expansion par une rampe (24), et au moins un volet (32) étant monté pivotant sur le côté intérieur de la partie extérieure (3), lequel volet peut être rabattu dans l'évidement (22) de la partie intérieure (2) pour encaisser les forces des gaz de combustion en expansion et ramené en arrière par la rampe (24) dans la partie extérieure (3), caractérisé en ce que le volet (32) a, en direction de la chambre d'expansion (22), la forme d'un becquet contre lequel les gaz de combustion s'écoulent avec efficacité selon les lois de la mécanique des fluides.

2. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie intérieure (2) de section transversale circulaire est réalisée en tant que rotor et la partie extérieure (3) entourant la partie intérieure (2) est réalisée en tant que stator.

3. Moteur à combustion interne selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la chambre de combustion (23) comporte un volume de combustion (231) et une buse de sortie (232) constituant un corps de révolution et en ce que l'axe longitudinal de la chambre de combustion (23) est tangent à la partie intérieure circulaire (2).

4. Moteur à combustion interne selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les gaz de carburant sont amenés aux chambres de combustion (23) par l'axe de rotor creux (4).

5. Moteur à combustion interne selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on dispose entre la partie de délimitation intérieure (25) et les chambres de combustion (23), d'une part, et les anneaux extérieurs (51, 52) d'autre part, des joints d'étanchéité (611, 612), et entre le volet (32) d'une part et les anneaux extérieurs (51, 52) d'autre part, des joints d'étanchéité (326a, 326b).

6. Moteur à combustion interne selon la revendication 5, caractérisé en ce que les joints d'étanchéité sont en un produit à deux matériaux à dilatation compensée.

7. Moteur à combustion interne selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie de délimitation intérieure (25) et/ou le volet (32) sont en un matériau auto-étanchéifiant.

8. Moteur à combustion interne selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le stator (3) ou le support de volet sont constitués de segments en forme de segments de cercle, maintenus ensemble par des fixations.

9. Moteur à combustion interne selon les revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le stator, ou le support de volet (3) comporte sur son côté intérieur (31) des évidements (33), de préférence des évidements de forme correspondante, pour recevoir les volets (32).

10. Moteur à combustion interne selon les revendications 1 à 9, caractérisé en ce que chaque volet (32) est monté pivotant sur un support de volet (322, 323).

11. Moteur à combustion interne selon la revendication 10, caractérisé en ce que la tringlerie de volet (322, 323) est constituée par au moins un levier rectiligne (322) et deux leviers à genouillère (323) ou deux leviers rectilignes et un levier à genouillère.

12. Moteur à combustion interne selon la revendication 11, caractérisé en ce que le mouvement de pivotement du volet (32) rentrant dans la chambre d'expansion (22) est limité par un bec de butée (324) formé sur le levier à genouillère (323) et butant contre le volet (32) dans la position abaissée.

13. Moteur à combustion interne selon les revendications 1 à 10, caractérisé en ce que chaque volet (32) est monté pivotant à l'aide d'une tringlerie de volet et d'une partie de la délimitation extérieure (34) réalisée pivotante.

14. Moteur à combustion interne selon les revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le volet (32) peut être rentré dans la chambre d'expansion (22) et en être sorti sur un dispositif s'étendant dans le sens radial.

15. Moteur à combustion interne selon les revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les volets (32) sont montés sur un levier pivotant.

16. Moteur à combustion interne selon les revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le mouvement rabattant le volet (32) dans le stator (3) s'effectue à l'aide de deux tiges coulissantes (325a, 325b) se trouvant dans l'arête antérieure (321) du volet (32) et coulissant sur la rampe (24).

17. Moteur à combustion interne selon les revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le mouvement rabattant le volet (32) dans le stator (3) s'effectue à l'aide de deux roulettes montées dans l'arête antérieure (321) du volet (32) et roulant sur la rampe (24).

18. Moteur à combustion interne selon les revendications 1 à 13, caractérisé en ce que dans la rampe (24) est disposé un palier à galets de roulement sur lequel roule directement l'arête antérieure (321) du volet (32).

Zeichnung