Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse angeordneten Rotor, wobei der Rotor um eine Drehachse drehbar ist und mindestens eine Ausnehmung an seinem Umfang aufweist, die sich über einen begrenzten Umfangsabschnitt erstreckt, an deren beiden Enden der Rotor an einer Innenwandung des Gehäuses anliegt und die einen Arbeitsraum zwischen dem Rotor und der Innenwandung des Gehäuses einschließt, wobei das Gehäuse mit kreisförmigem und zum Rotor konzentrischem Innenquerschnitt ausgebildet ist und einen Einlass und einen Auslass für ein Arbeitsgas aufweist. Dabei weist das Gehäuse einen ersten nach innen und nach außen beweglichen Trenner auf, der zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordnet ist, wobei der erste Trenner am Umfang des Rotors anliegt und den mindestens einen Arbeitsraum teilt, wenn sich der mindestens eine Arbeitsraum im Bereich des ersten Trenners befindet. Zudem weist dabei das Gehäuse einen weiteren nach innen und nach außen beweglichen zweiten Trenner auf, der am Umfang des Rotors anliegt, den mindestens einen Arbeitsraum teilt, wenn sich der mindestens eine Arbeitsraum im Bereich des zweiten Trenners befindet, und der derart angeordnet ist, dass er sich im Bereich des mindestens einen Arbeitsraums befindet, wenn der mindestens eine Arbeitsraum weder mit dem Einlass noch mit dem Auslass kommuniziert. Außerdem weist das Gehäuse dabei einen Arbeitsgasspeicher auf, in den der Rotor Arbeitsgas aus dem mindestens einen Arbeitsraum verdrängt, wenn sich ein Teilraum des mindestens einen Arbeitsraums in Drehrichtung des Rotors vor dem zweiten Trenner bei drehendem Rotor verkleinert, und aus dem das Arbeitsgas in Drehrichtung des Rotors hinter dem zweiten Trenner wieder in den mindestens einen Arbeitsraum strömt. Bei dem Verbrennungsmotor verbrennt das Arbeitsgas in dem mindestens einen Arbeitsraum in Drehrichtung des Rotors hinter dem zweiten Trenner, wobei der mindestens eine Arbeitsraum während der Verbrennung von dem Arbeitsgasspeicher getrennt ist. Dazu weist der Arbeitsgasspeicher eine Gassteuerung auf, bei der der zweite Trenner mindestens zwei Schieberventile zur Gassteuerung umfasst, und Schieber der beiden Schieberventile den Arbeitsgasspeicher einschließen.

Ein gattungsgemäßer Verbrennungsmotor ist aus der Offenlegungsschrift WO 2012/130226 A2 bekannt. Diese offenbart einen Verbrennungsmotor mit einem Rotor, der um eine Drehachse drehbar ist. Der Rotor weist vorzugsweise drei Arbeitsräume auf, die durch als Schieber ausgebildete Trenner an drei Stellen eines Gehäuses in Teilräume unterteilt sind. Nach dem Einlass wird ein Arbeitsgas vor zwei Schiebern eines Trenners, die aneinander anliegen, verdichtet, in einen Arbeitsgasspeicher zwischen den beiden Schiebern verdrängt, aus dem das Arbeitsgas nach Weiterdrehung des Rotors wieder in den Arbeitsraum strömt, wo es verbrannt wird und den Rotor antreibt.

Beim diesem bekannten Verbrennungsmotor bilden Ausnehmungen des Rotors die Arbeitsräume, wobei diese von einem Grund der Ausnehmungen, sym- metrisch an dem Rotor angeordnete nockenanartig erhabenen Stellen, einer Innenwandung des Gehäuses an der die erhabenen Stellen in Anlage sind, und von den Trennern bzw. Schiebern des Gehäuses gebildet sind. Dabei liefern zwei dieser drei Arbeitsräume verdichtetes Arbeitsgas, während im dritten Arbeitsraum die Verbrennung stattfindet. Als nachteilig wird dabei angesehen, dass die Übergabe des Arbeitsgases in den zur Verbrennung genutzten Teilraum des Arbeitsraumes, der in Drehrichtung des Rotors hinter dem zweiten Trenner angeordnet ist, stark verlustbehaftet ist. Dies ist im Wesentlichen durch die Entfernung des Arbeitsgasspeichers von diesem Teilraum und durch die für die Gassteuerung verwendeten Schieberventile bedingt. Je näher der Arbeitsgasspeicher jeweils an dem zur Verbrennung des Arbeitsgases vorgesehenen Teilraum des Arbeitsraumes sitzt, desto kürzer und effektiver wird die nachteilige Zuführleitung. Außerdem wird die Dauer des Befüllungsvorganges des entsprechenden Teilraumes insbesondere bei hohen Drehzahlen als hindernd angesehen. Das Öffnen, Füllen und Schließen des Arbeitsgasspeichers nimmt dabei so viel Zeit in Anspruch, dass der Ladedruck für den verbrennenden Teilraum des Arbeitsraumes reduziert ist.

Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit vorzuschlagen, die eine effektivere Befüllung und Entleerung des Arbeitsgasspeichers bewirkt und damit zu einen verbesserten Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors führt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den rückbezogenen Ansprüchen zu entnehmen.

Danach weist der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor, mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse angeordneten Rotor, der um eine Drehachse drehbar ist, einen nach innen und nach außen beweglichen zweiten Trenner auf, der mindestens zwei Schieberventile mit je einem Schieber zur Gassteuerung aufweist, wobei die Schieber der beiden Schieberventile den Arbeitsgasspeicher zusammen mit einem dritten Schieber einschließen. Dabei ist der dritte Schieber zwischen und entlang den beiden anderen Schiebern verschiebbar geführt und als Gasausschieber für in dem Arbeitsgasspeicher gespeichertes Arbeitsgas ausgebildet. Er ist zwischen den beiden Schiebern der zwei Schieberventile gegenüber dem Arbeitsgasspeicher derart verschiebbar angeordnet, dass er das Volumen des Arbeitsgasspeichers bestimmt. Er kann dieses Volumen zwischen einem maximalen und einem minimalen Fassungsvermögen ändern, wobei der dritte Schieber beim Einführen in den Arbeitsgasspeicher dort befindliches Arbeitsgas aus dem Arbeitsgasspeicher verdrängt und beim Ausführen aus dem Arbeitsgasspeicher das Einströmen von Arbeitsgas in den Arbeitsgasspeicher zulässt. Der dritte Schieber ist in den Arbeitsgasspeicher diesen vorzugsweise vollständig raumausfüllend verschiebbar, sodass das Fassungsvermögen Arbeitsgasspeichers bis auf null reduzierbar ist. Dabei ist der dritte Schieber in seiner Querschnittsform vorzugsweise vollkommen an die Geometrie des Arbeitsgasspeichers angepasst. so der Arbeitsgasspeicher komplett entleerbar ist. Diese drei Schieber des zweiten Trenners werden über die Drehung des Rotors und/oder die Drehung der Welle gesteuert, mit der der Rotor verbunden ist. Dies kann mechanisch vom Rotor oder von ihm abgeleitet oder elektronisch erfolgen. Vorzugsweise werden die Schieber desmodromisch, d.h. zwangsgesteuert geführt. Durch radiales Absenken/Anheben der drei Scheiber gegenüber dem Arbeitsraum wird der Arbeitsgasspeicher bei sich in Arbeitsrichtung drehenden Rotor gefüllt und entleert.

Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor weist entsprechend dem aus der WO 2012/130226 A1 bekannten Stand der Technik einen Rotor und ein Gehäuse mit einem kreisförmigen und zum Rotor konzentrischen Innenquerschnitt auf, wobei eine gedachte Achse des kreisförmigen Innenquerschnitts eine Drehachse des Rotors ist. Insbesondere weist das Gehäuse einen zylindrischen Innenumfang auf. Denkbar sind allerdings auch andere, beispielsweise ballige oder hohlrunde Innenwandungen des Gehäuses oder auch ein Hohlkonus oder zwei oder mehr Hohlkonen mit entgegengesetzten Konuswinkeln. Der kreisförmige Innenquerschnitt des Gehäuses des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors ermöglicht eine Anlage des Rotors innen am Gehäuse mit einem ausschließlich um die Drehachse drehenden Rotor ohne dass dieser sich zusätzlich auf einer Umlaufbahn oder in sonstiger Weise radial bewegen muss. Grundsätzlich geht es um eine Drehung des Rotors relativ zum Gehäuse, es kann sich auch der Rotor drehen und das Gehäuse drehfest sein oder auch sich sowohl der Rotor als auch das Gehäuse, allerdings mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und/oder in verschiedenen Richtungen, drehen. Wenn nach- folgend von einer Drehung des Rotors die Rede ist, ist eine Drehung des Rotors relativ zum Gehäuse und in einer vorgesehenen Drehrichtung gemeint.

Der Rotor des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors weist mindestens eine Ausnehmung an seinem Umfang auf, die sich über einen begrenzten Umfangs- abschnitt erstreckt. In Umfangsrichtung gesehen liegt der Rotor an beiden Enden der Ausnehmung an der Innenwandung des Gehäuses an, wobei die Anlage grundsätzlich beispielsweise auch mit Dichtleisten, wie sie beim Wankelmotor bekannt sind, erfolgen kann. Durch die mindestens eine Ausnehmung am Umfang des Rotors ist mindestens ein Arbeitsraum gebildet, der außen von der Innenwandung des Gehäuses und innen vom Rotor bzw. einem Grund der Ausnehmung des Rotors begrenzt ist. Seitlich kann die Ausnehmung beispielsweise durch Stirnwände des Gehäuses des Verbrennungsmotors oder Seitenwände der Ausnehmung des Rotors begrenzt sein.

Bei einer Drehung des Rotors in der vorgesehenen Drehrichtung läuft der durch die Ausnehmung des Rotors gebildete Arbeitsraum um. Dabei vollführt ein Arbeitsgas nacheinander die von einem Viertakt-Verbrennungsmotor bekannten Arbeitstakte Einlass, Verdichtung, Verbrennung und Expansion und Auslass durch, wobei Verbrennung und Expansion als ein Arbeitstakt angesehen werden. Die vier Arbeitsakte sind wie bei einem Wankelmotor vier Umfangsabschnitten des Gehäuses zugeordnet. Der Einlass kann ein Ansaugen oder auch ein Einströmen eines von einem Kompressor, Turbolader oder dgl. komprimierten Gases sein. Die Verbrennung kann durch Selbstzündung oder Fremdzündung eingeleitet werden wie es von Verbrennungsmotoren bekannt ist. Das Arbeitsgas kann bereits beim Einlass ein brennbares Gas oder Gasgemisch sein, wobei das Gasgemisch auch eine Mischung aus einem oder mehreren Gasen und einer oder mehreren Flüssigkeiten und einem oder mehreren Feststoffen sein kann. Das Arbeitsgas kann auch nicht brennbar sein und ein brennbarer Stoff (Kraftstoff) erst vor oder bei der Verbrennung zugeführt werden, wie es beispielsweise vom Dieselmotor bekannt ist.

Das Gehäuse des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors weist einen Einlass und einen Auslass für das Arbeitsgas auf, die in Umfangsrichtung versetzt zueinander und vorzugsweise benachbart sind, d.h. in Umfangsrichtung wenig Abstand voneinander haben, um einen möglichst großen Teil des Umfangs für die Arbeitstakte zur Verfügung zu haben.

Des Weiteren weist der Verbrennungsmotor zwei Trenner auf, von denen ein erster zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordnet ist. Ein weiterer zweiter Trenner ist zwischen dem ersten Trenner und einer Glüh- oder Zündkerze in Drehrichtung des Rotors vor der Glüh- oder Zündkerze angeordnet. Die beiden Trenner sind nach innen und nach außen beweglich und teilen den mindestens einen Arbeitsraum in zwei Teilräume, wenn sich der mindestens eine Arbeitsraum im Bereich des jeweiligen Trenners befindet. In Drehrichtung des Rotors befindet sich der eine Teilraum des Arbeitsraums vor dem Trenner und der andere hinter dem Trenner. Während der Drehung des Rotors verkleinert sich das Volumen des Teilraums, der sich in Drehrichtung des Rotors vor dem Trenner befindet, und das Volumen des Teilraums in Drehrichtung hinter dem Trenner vergrößert sich. Die Trenner sind insbesondere Schieber, die im Gehäuse beispielsweise schwenkbar und/oder verschieblich auf einer geraden oder einer nicht geraden Bahn nach innen und nach außen beweglich geführt sind, wobei die Bewegungsrichtung radial sein kann, nicht aber sein muss. Die Trenner werden beispielsweise federbeaufschlagt nach innen gegen den Rotor gedrückt, so dass sie sich nach innen bewegen, wenn bei der Drehung des Rotors ein Arbeitsraum in ihren Bereich gelangt. Steigt ein Grund des Arbeitsraums an dessen Ende wieder nach außen zur Innenwandung des Gehäuses an, bewegt sich der Trenner wieder nach außen. Der weitere zweite Trenner ist in Umfangsrichtung versetzt und so angeordnet, dass der mindestens eine Arbeitsraum weder mit dem Einlass noch mit dem Auslass kommuniziert, wenn sich der weitere Trenner im Bereich des mindestens einen Arbeitsraums befindet. Zwischen dem weiteren Trenner und dem einen Trenner erfolgen Verbrennung und Expansion des Arbeitsgas. Zwischen dem ersten Trenner und dem zweiten Trenner erfolgen Einlass und Verdichtung des Arbeitsgases. Außerdem weist der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor einen Arbeitsgasspeicher auf, in den das Arbeitsgas zwischen der Verdichtung und der Verbrennung gelangt. Bei seiner Drehung verdrängt der Rotor das Arbeitsgas aus dem Teilraum des Arbeitsraums, der sich Drehrichtung des Rotors vor dem weiteren zweiten Trenner befindet und dessen Volumen sich durch die Drehung des Rotors verkleinert, in den Arbeitsgasspeicher. Beim Verdrängen aus dem Arbeitsraum in den Arbeitsgasspeicher wird das Arbeitsgas vorzugsweise, allerdings nicht zwingend, weiter verdichtet. Aus dem Arbeitsgasspeicher strömt das Arbeitsgas wieder in den Arbeitsraum, vorzugsweise in denselben Arbeitsraum, aus dem es zuvor in den Arbeitsgasspeicher verdrängt worden ist, allerdings in den Teilraum des Arbeitsraums, der sich in Drehrichtung hinter dem zweiten Trenner befindet und dessen Volumen sich durch die Drehung des Rotors vergrößert. Nach dem Strömen aus dem Arbeitsgasspeicher in den Arbeitsraum wird das Arbeitsgas im Arbeitsraum verbrannt. Der durch die Verbrennung des Arbeitsgases entstehende Druck treibt den Rotor drehend an, er wirkt in Umfangsrichtung zwischen dem weiteren Trenner und einem in Drehrichtung des Rotors vorderen Ende des mindestens einen Arbeitsraums, wodurch der Verbrennungsdruck des Arbeitsgases ein Drehmoment auf den Rotor bewirkt.

Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor hat den Vorteil, dass er keine hin- und hergehenden Massen aufweist. Die Bewegung des Rotors ist ausschließlich eine Drehung ohne Unwucht vorausgesetzt der Rotor weist keine solche auf. Die ausschließliche Drehung des Rotors ermöglicht den im Querschnitt kreisförmigen, insbesondere hohlzylindrischen Innenquerschnitt des Gehäuses, wodurch das Gehäuse einfach und damit preisgünstig herstellbar ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist eine verhältnismäßig gleichmäßige Drehung des Rotors. Ein weiterer Vorteil ist die einfache Mechanik des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors mit dem drehbaren Rotor und den beiden Trennern, d.h. dem ersten und dem zweiten Trenner, als beweglichen Teilen, wobei die Erfindung zusätzliche bewegliche Teile, wie beispielsweise einen dritten nach innen und außen beweglichen Trenner, nicht ausschließt.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors ist eine lineare Vergrößerung des Volumens des Teilraums des Arbeitsraums in Drehrichtung des Rotors hinter dem weiteren zweiten Trenner, in dem die Verbrennung erfolgt. Die lineare Volumenzunahme erscheint günstig für eine sich gleichmäßig ausbreitende Flammfront bzw. eine gleichmäßige Volumenzunahme des Arbeitsgases durch die Verbrennung. Die lineare Volumenzunahme des Teilraums des Arbeitsraums, in dem die Verbrennung stattfindet, dürfte zu einem guten Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors beitragen.

Ein zusätzlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors ist ein großer Hebelarm, mit dem der Druck des verbrennenden Arbeitsgas auf den Rotor wirkt, nämlich in dessen Außenbereich. Die Trenner des Verbrennungsmotors können ohne Zerlegen des Motors von außen ersetzt werden. Denkbar ist eine hydrodynamische Lagerung des Rotors im Gehäuse.

Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor ist insbesondere für Wasserstoff oder eine Mischung aus Erdgas und Wasserstoff als Kraftstoff vorgesehen, der entweder gemischt mit Luft und/oder Sauerstoff als Arbeitsgas durch den Einlass einströmt oder in Drehrichtung des Rotors erst nach dem zweiten Trenner, also zur Verbrennung, in den mindestens einen Arbeitsraum oder in den Arbeitsgasspeicher einströmt, beispielsweise eingespritzt wird. Der Verbrennungsmotor weist eine Gassteuerung für die Verdrängung des Arbeitsgases aus dem mindestens einen Arbeitsraum in den Arbeitsgasspeicher und/oder aus dem Arbeitsgasspeicher in den mindestens einen Arbeitsraum auf. Die Gassteuerung kann ein oder mehrere Ventile aufweisen, deren Bewegung beispielsweise mechanisch vom Rotor oder von ihm abgeleitet oder elektronisch gesteuert wird. Die Aufzählung ist nicht abschließend. Dazu weist der zweite Trenner mindestens zwei Schieberventile auf. Vorzugsweise werden Schieber der Schieberventile beispielsweise federbeaufschlagt nach innen gegen den Rotor gedrückt und bei dessen Drehung mechanisch vom Rotor bewegt und dadurch gesteuert. Die Schieber der beiden Schieberventile schließen den Arbeitsgasspeicher ein. Es weist beispielsweise mindestens einer der beiden Schieber eine Ausnehmung auf, die vom anderen Schieber abgedeckt ist und den Arbeitsgasspeicher bildet. Die Ausnehmung ist vorzugsweise länglich ausgebildet und erstreckt sich bevorzugt im Wesentlichen in Längsrichtung in mindestens einem der Schieber der beiden Schieberventile den Arbeitsgasspeicher. Der dritte Schieber schließt zusammen mit den beiden anderen Schiebern des zweiten Trenners den Arbeitsgasspeicher ein. Dabei ist der dritte Schieber entlang den beiden anderen Schiebern verschiebbar geführt und in die mindestens eine den Arbeitsgasspeicher bildende Ausnehmung der beiden Schieber der Schieberventile des zweiten Trenners einführbar. Er ist vorzugsweise an die Querschnittsform der länglichen Ausnehmung angepasst und wirkt als Gasausschieber für das in dem Arbeitsgasspeicher gespeicherte Arbeitsgas. Er ist insbesondere zwischen den beiden Schiebern der zwei Schieberventile in der den Arbeitsgasspeicher bildenden Ausnehmung vor und zurück längsverschieb- bar.

Das Befüllen des Arbeitsgasspeichers vollzieht sich folgendermaßen. Zunächst bewegt sich eine erhabene Stelle des Rotors auf den zweiten Trenner mit der Gassteuerung zu, bei dem die drei vorgesehenen Schieber den Arbeitsgasspeicher einschließen. Der in Drehrichtung vordere Schieber der beiden Schieber- ventile ist dabei bis auf den Grund des Arbeitsraumes des Rotors abgesenkt und der in Drehrichtung hintere Schieber der beiden Schieberventile vom Grund des Arbeitsraumes entfernt. Er ist bis zur Innenwandung des Gehäuses aus dem Arbeitsraum zurückgezogen. Der dritte Schieber ist ebenfalls gegenüber den beiden anderen Schiebern zurückgezogen, sodass er die in einen oder beiden Schiebern der Schieberventile als Arbeitsgasspeicher vorgesehene Ausnehmung seitlich nicht verschließt. In dieser Stellung kann Arbeitsgas in die mindestens in einem Schieber der beiden Schieberventile vorgesehene Ausnehmung bei Drehung des Rotors einströmen, da der Arbeitsgasspeicher mit der in Drehrichtung vor dem zweiten Trenner angeordneten hinteren Teilraum des Arbeitsraumes kommunizieren kann. Der Arbeitsgasspeicher bildet in diesem Zustand eine Einheit mit dem hinteren Teilraum. Mit der Weiterbewegung der erhabenen Stellen des Rotors drückt der Rotor das im hinteren Teilraum befindliche Arbeitsgas in den Arbeitsgasspeicher und dabei das Arbeitsgas, vorteilhafterweise ohne Durchströmung eines weiteren räumlich abgesetzten Ventils oder eines zusätzlichen Verbindungskanals, d.h. direkt in den Arbeitsgasspeicher. Der Verschluss des Arbeitsgasspeichers erfolgt in dem Augenblick, wo die in Drehrichtung hintere erhabene Stelle des Rotors, die den hinteren Teilraum in Drehrichtung hinten begrenzt, den Schieber der vorderen Schieberventils erreicht und diese von dem Grund des Arbeitsraumes bis zu der Innenwandung des Gehäuses anhebt. Das komprimierte Arbeitsgas ist jetzt in dem Arbeitsgasspeicher eingeschlossen und damit dort gespeichert. Die beiden Schieber der Schieberventile sind jetzt im gleichen Abstand zur Innenwandung und stehen nicht über diese vor. Hinter der sich weiterbewegenden erhabenen Stelle des Arbeitsraumes des Rotors senkt sich zunächst der in Drehrichtung vordere Schieber der beiden Schieberventile bis auf den Grund des Arbeitsraumes des Rotors ab, wobei sich zwischen der erhabenen Stelle des Rotors und dem in Drehrichtung hinteren Schieber ein in Drehrichtung vorderer Teilraum als Brennraum bildet. Der andere hintere Schieber bleibt derweil zurückgezogen. Nachdem der vordere Schieber der beiden Schieberventile den Grund des Arbeitsraumes erreicht hat, wird der dritte Schieber, der in die in Richtung des Grundes des Arbeitsraums bewegt, wobei dieser sich zunächst in die Ausnehmung des hinteren Schiebers bewegt, diese zunehmend ausfüllt und damit das dort befindliche Arbeitsgas in den neu gebildeten sich vergrößernden vorderen Teilraum des Arbeitsraumes verdrängt. Hat der dritte Schieber die Ausnehmung des hinteren Schiebers entleert, wird der in Drehrichtung hintere Schieber dann zusammen mit dem dritten Schieber, der als Gasausscheiber wirkt, bis auf den Grund des Arbeitsraumes abgesenkt. Dabei füllt der dritte Schieber immer mehr die Ausnehmung des vorderen Schiebers aus und verdrängt dabei auch das dort befindliche Arbeitsgas vollständig in den vorderen Teilraum des Arbeitsraumes. In diesem Moment berühren alle drei Schieber des zweiten Trenners den Grund des Arbeitsraumes des Rotors und bilden eine massive Trennwand, die der jetzt stattfindenden Verbrennung und deren Verbrennungsdruck entgegensteht.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der erste Trenner ein Schieberventil zur Steuerung des Gaseintrittes des Arbeitsgases in den mindestens einen Arbeitsraum aufweist, wobei das Schieberventil einseitig mit dem Einlass des Gehäuses für das Arbeitsgas verbunden ist und ein Schieber des Schieberventils einen Eintrittskanal für das Arbeitsgas in den mindestens einen Arbeitsraum aufweist. Beim Schieben des Schiebers des ersten Trenners in Richtung des Grundes des Arbeitsraumes wird ein Zugang für das Arbeitsgas von dem Einlass des Gehäuses zu dem in Drehrichtung vorderen Teilraum geschaffen, der solange bestehen bleibt, bis der Schieber wieder aus dem Arbeitsraum zurückgezogen oder zurückgedrückt wird. Dies hat auch hier den Vorteil, dass eine schnellere und damit effektivere Befüllung des Arbeitsraumes mit Arbeitsgas erfolgt. Dies führt insbesondere bei hohen Drehzahlen des Motors zu einem höheren Ladedruck für den Arbeitsgasspeicher und somit zu einem verbesserten Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors. Ein Eintrittskanal des Schiebers des ersten Trenners mündet aus dem Schieber in Richtung einer in Drehrichtung vorderen Flanke des Rotors.

Vorzugsweise weist der Rotor des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors drei gleich geformte und gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Ausnehmungen auf, die drei Arbeitskammern zwischen dem Rotor und der Innen- wandung des Gehäuses einschließen. Drei gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Arbeitskammern, die sich jeweils über etwas weniger als 120° in Umfangsrichtung erstrecken, erscheinen für einen Gleichlauf und einen hohen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors ideal. Abweichungen sowohl in der Anzahl der Arbeitskammern als auch in deren Verteilung und/oder Erstreckung über den Umfang als auch deren Form schließt die Erfindung nicht aus. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass sich der Grund der mindestens einen Ausnehmung in einem Umfangsabschnitt kreisbogenförmig und konzentrisch zur Drehachse des Rotors verläuft. Das ermöglicht eine dichtende Anlage der Trenner am Grund der Ausnehmung, wenn die Trenner bei- spielsweise als Schieber ausgebildet sind. In Umfangsrichtung an beiden Enden des kreisbogenförmigen Abschnitts erhebt sich der Grund der mindestens einen Ausnehmung des Rotors nach außen bis zur Innenwandung des Gehäuses. Insbesondere an dem in Drehrichtung vorderen Ende der mindestens einen Ausnehmung steigt deren Grund steil nach außen bis zur Innenwandung des Gehäuses an bzw. fällt umgekehrt betrachtet von der Innenwandung steil bis zum kreisbogenförmigen Abschnitt des Grundes ab. Dieser Abschnitt des Grunds der Ausnehmung, der sich von der Innenwandung des Gehäuses zum kreisbogenförmigen Abschnitt des Grunds der Ausnehmung erstreckt, wird nachfolgend auch als vordere Flanke der Ausnehmung bezeichnet. Die Steilheit der Flanke der Ausnehmung ist begrenzt durch eine Maximalgeschwindigkeit, mit der die beiden Trenner der vorderen, in Drehrichtung des Rotors von der Innenwandung des Gehäuses nach innen zum kreisbogenförmigen Abschnitt des Grundes der Ausnehmung fallenden Flanke der Ausnehmung folgen können. An dem in Drehrichtung hinteren Ende der Ausnehmung steigt deren Grund vorzugsweise flacher bis zur Innenwandung des Gehäuses an, um eine Beschleunigung der vorgesehenen Trenner niedrig zu halten. Der am in Drehrichtung des Rotors hinteren Ende der Ausnehmung bis zum Innenumfang des Gehäuses steigende Abschnitt des Grunds der Ausnehmung wird auch als hintere Flanke bezeichnet. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht eine doppelte Verdichtung vor. Dazu weist der Rotor mindestens zwei Ausnehmungen an seinem Umfang auf, die in Umfangsrichtung versetzt zueinander sind und mindestens zwei Arbeitsräume zwischen dem Rotor und der Innenwandung des Gehäuses einschließen. Vorzugsweise schließen die Arbeitsräume in Umfangsrichtung aneinander an und sind nur durch eine Stelle, an der der Rotor zwischen den Arbeitsräumen an der Innenwandung des Gehäuses anliegt, voneinander getrennt. Das gilt auch für einen Rotor mit mehr als zwei Ausnehmungen und mehr als zwei Arbeitsräumen. Ein zusätzlicher, nach außen und nach innen beweglicher dritter Trenner ist in Drehrichtung des Rotors hinter dem einen ersten und vor dem weiteren zweiten Trenner angeordnet. Der dritte Trenner teilt einen Arbeitsraum, der sich in seinem Bereich befindet, in zwei Teilräume. Im Bereich des zusätzlichen dritten Trenners befindet sich ein Arbeitsraum in Drehrichtung des Rotors hinter dem ersten und vor dem zweiten Trenner. Bezogen auf die vier Arbeitstakte des Verbrennungsmotors befindet sich der weitere zweite Trenner in dem Umfangsab- schnitt, in dem das Arbeitsgas verdichtet wird. Eine Überströmleitung verbindet einen Arbeitsraum, der sich im Bereich des zusätzlichen dritten Trenners verbindet, mit einem Arbeitsraum, der sich in Drehrichtung des Rotors hinter dem zusätzlichen und vor bzw. im Bereich des weiteren zweiten Trenners befindet. Genaugenommen verbindet die Überströmleitung den Teilraum des einen Arbeitsraums, der sich in Drehrichtung des Rotors vor dem dritten Trenner befindet, mit dem Teilraum des anderen Arbeitsraums, der sich in Drehrichtung des Rotors vor dem zweiten Trenner befindet. Die Überströmleitung ist schließbar. Ist die Überströmleitung offen, verdrängt der Arbeitsraum, der sich im Bereich des zusätzlichen Trenners befindet, bei einer Drehung des Rotors Arbeitsgas aus dem Teilraum, der sich in Drehrichtung des Rotors vor dem zusätzlichen dritten Trenner befindet, in den Arbeitsraum, der sich im Bereich des weiteren zweiten Trenners befindet, und zwar in dessen Teilraum, der sich in Drehrichtung vor dem zweiten Trenner befindet. Weil beide Teilräume ihre Volumina bei der Drehung des Rotors verkleinern erhöht sich die Verdichtung des Verbrennungsmotors, insbesondere verdoppelt sie sich. Der Verbrennungsmotor weist bei dieser Ausgestaltung der Erfindung einen zusätzlichen Einlass für das Arbeitsgas in Drehrichtung des Rotors hinter dem zusätzlichen Trenner auf, durch den das Arbeitsgas in Drehrichtung des Rotors hinter dem zusätzlichen dritten Trenner in den Arbeitsraum strömt. Wird nur eine geringe Verdichtung gewünscht, wird die Überströmleitung geschlossen und es verdichtet nur der Arbeitsraum in Drehrichtung des Rotors hinter dem dritten Trenner und vor dem zweiten Trenner. Der Arbeitsraum vor dem zusätzlichen dritten Trenner wird entlüftet, so dass er keinen Druck aufbaut, der den Rotor bremsen würde. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der dritte Trenner ein Schieberventil zur Steuerung des Gaseintrittes des Arbeitsgases in die mindestens zwei Arbeitsräume aufweist, wobei das Schieberventil einseitig mit einem weiteren zweiten Einlass des Gehäuses für das Arbeitsgas verbunden ist und ein Schieber des Schieberventils einen weiteren Eintrittskanal für das Arbeitsgas in den mindestens einen Arbeitsraum aufweist. Beim Schieben des Schiebers des dritten Trenners in Richtung des Grundes des Arbeitsraumes wird ein Zugang für das Arbeitsgas von dem zweiten Einlass des Gehäuses für Arbeitsgas zu dem in Drehrichtung vorderen Teilraum geschaffen, der ebenfalls solange bestehen bleibt, bis der Schieber wieder aus dem Arbeitsraum zurückgezogen oder zurückgedrückt wird. Dies hat auch hier den Vorteil, dass eine schnellere und damit effektivere Befüllung des Arbeitsraumes mit Arbeitsgas erfolgt. Ein Eintrittskanal des Schiebers des dritten Trenners mündet aus dem Schieber in Richtung einer in Drehrichtung vorderen Flanke des Rotors. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Kühlung des Arbeitsgases in Drehrichtung des Rotors hinter dem einen ersten und vor dem weiteren zweiten Trenner vor. Vorzugsweise ist die Innenwandung des Gehäuses in diesem Bereich gekühlt. In diesem Bereich wird das Arbeitsgas verdichtet und erwärmt sich dadurch. Die Kühlung des Arbeitsgases ist vergleichbar der Ladeluftkühlung eines Verbrennungsmotors mit mechanischem Verdichter oder Turbolader mit der Maßgabe, dass beim erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor das Arbeitsgas im Verbrennungsmotor gekühlt wird und nicht zur Kühlung nach außen geführt werden muss. Die Kühlung des Arbeitsgases während der Verdichtung ermöglicht eine höhere Verdichtung und verbessert den Wirkungsgrad. Außerdem verringert sie eine thermische Belastung des Verbrennungsmotors. Dem gleichen Zweck dient eine Kühlung der Überströmleitung, sofern eine solche vorhanden ist. Die Doppelverdichtung ermöglicht eine effektive Zwischenkühlung des Arbeitsgases in der Überströmleitung, wodurch sich die thermische Belastung des Verbrennungsmotors verringert, was eine Erhöhung der Gesamtverdichtung vom Einlass des Arbeitsgases bis zum Strömen in den Arbeitsgasspeicher am Ende der Verdichtung bzw. bis zum Beginn der Verbrennung ermöglicht. Dadurch lässt sich der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors erhöhen.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht einen Verbrennungsmotor mit mehreren Rotoren vor, die gleichachsig nebeneinander, vorzugsweise auf einer ge- meinsamen Welle, miteinander drehfest angeordnet sind. Die Rotoren sind zueinander winkelversetzt, womit gemeint ist, dass ihre Arbeitsräume in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind. Vorzugsweise ist der Versatz so gewählt, dass die Arbeitsräume möglichst gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind, was bedeutet, dass die vier Arbeitstakte, die sich auch überschneiden können, gleichmäßig verteilt sind um einen möglichst gleichmäßigen Lauf der Rotoren zu erreichen. Das Arbeitsgas ist in den Arbeitsräumen getrennt voneinander, die Arbeitsräume kommunizieren nicht miteinander. Der Versatz der Rotoren ist beispielsweise durch eine Welle mit einem Profil, beispielsweise eine Mehrkantwelle, ein Wellenprofil, ein Vielzahnprofil oder dgl. und ein komplementäres Lochprofil der Rotoren möglich.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht einen Kraftstoffeinlass, beispielsweise eine Kraftstoffeinspritzung, in den Arbeitsgasspeicher vor, in den das verdichtete Arbeitsgas strömt. Diese Ausgestaltung der Erfindung verlängert einen Zeitraum, der für eine Mischung des Arbeitsgases mit dem Kraftstoff bis zum Beginn der Verbrennung zur Verfügung steht. Zusätzlich wird die Vermischung des Arbeitsgases mit dem Kraftstoff durch Verwirbelung des Arbeitsgases beim Strömen aus dem Arbeitsgasspeicher in den Arbeitsraum in Drehrichtung des Rotors hinter dem weiteren zweiten Trenner verbessert, wo die Verbrennung erfolgt. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Ausbildung des Verbrennungsmotors als Glühzündermotor vor. Diese Ausgestaltung ist insbesondere für einen Betrieb des Verbrennungsmotors mit Wasserstoff oder einem ähnlich schnell verbrennenden Kraftstoff oder als Teil des Kraftstoffs vorgesehen. Diese Ausgestaltung der Erfindung vereinfacht den Verbrennungsmotor, weil er keine gesteuerte Zündung benötigt. Der in sich räumlich geschlossene Arbeitsgasspeicher, in dem Arbeitsgas von einen oder mehreren Arbeitsräumen gesammelt werden kann, hat gegenüber einem herkömmlichen Turbolader, mit dem der Arbeitsgasspeicher in seiner Funktion verglichen werden kann, deutliche Vorteile. Der gesteuerte Arbeitsgasspeicher arbeitet drehzahlunabhängig, benötigt keinen Bypass, hat kein sogenanntes Turboloch, erzeugt bei allen Drehzahlen einen höheren Ladedruck, weist einen einfachen Aufbau auf. Er arbeitet mit Motordrehzahl, speichert komprimiertes Arbeitsgas mit Hilfe der vorherigen Zündenergie und bewirkt durch die direkte Kompression einen erhöhten inneren Wirkungsgrad. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die vier Figuren zeigen einen Radialschnitt eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors mit verschiedenen Drehstellungen verschiedenen Drehstellungen eines Rotors und verschiedenen Arbeitsgaszuständen. Die Zeichnung ist als vereinfachte, nicht maßstäbliche Schemadarstellung zur Erläuterung und zum Verständnis der Erfindung zu verstehen.

Die Zeichnung ist als vereinfachte und schematisierte Darstellung zum Verständnis und zur Erläuterung der Erfindung zu verstehen.

Der in der Zeichnung dargestellte, erfindungsgemäße Verbrennungsmotor 1 weist einen Rotor 2 auf, der um eine Drehachse 3 drehbar ist. Der Rotor 2 weist drei Ausnehmungen 4 an seinem Umfang auf, die Arbeitsräume 5 bilden. Die Ausnehmungen 4 sind gleichmäßig über den Umfang verteilt, d.h. um 120° zueinander versetzt angeordnet und erstrecken sich in Umfangsrichtung über jeweils etwas weniger als 120°. Ein Grund 6 der Ausnehmungen 4 verläuft in einem in Umfangsrichtung mittleren Abschnitt 7 kreisbogenförmig und konzentrisch zur Drehachse 3. An einem in Drehrichtung vorderen Ende erhebt sich der Grund 6 der Ausnehmungen 4 verhältnismäßig steil, allerdings nicht radial, nach außen bis zu einer Innenwandung 8 eines Gehäuses 9 des Verbrennungsmotors 1 . An einem in Drehrichtung hinteren Ende erhebt sich der Grund 6 der Ausnehmungen 4 des Rotors 2 flacher nach außen bis zur Innenwandung 8 des Gehäuses 9. Die Drehrichtung des Rotors 2, womit eine vorgesehen Drehrichtung gemeint ist, ist in der Zeichnung mit dem Kreisbogenpfeil P angegeben. Die zur Innenwandung 8 des Gehäuses 9 steigenden Abschnitte des Grunds 6 der Ausnehmung 4 werden nachfolgend auch als vordere bzw. hintere Flanken 35, 36 bezeichnet.

Die Innenwandung 8 des Gehäuses 9 ist zylindrisch und konzentrisch zur Drehachse 3 des Rotors 2. Der Rotor 3 liegt an drei erhabenen Stellen 10, nämlich zwischen seinen Ausnehmungen 4, flächig und dichtend an der Innenwandung 8 des Gehäuses 9 an, wobei mit„dichtend" nicht zwingend eine hermetisch dichte Anlage gemeint ist, sondern eher ein guter Kompromiss zwischen einer guten Dichtwirkung, die eine gute Kompression und Verbrennung mit geringen Druckverlusten bei geringem Reibungswiderstand und niedrigem Verschleiß ermöglicht.

Die Ausnehmungen 4 des Rotors 2 schließen die Arbeitsräume 5 zwischen dem Rotor 2 innen und der Innenwandung 8 des Gehäuses 9 außen ein. Zur Seite schließen Stirnwände 1 1 des Gehäuses 9 die Arbeitsräume 5.

Im Gehäuse 9 sind fünf Schieber 12, 13, 14, 38, 31 radial verschieblich geführt, wobei zumindest die Schieber 12, 13, 14, 31 von optionalen Federelementen 15, 16, 17, 32 nach innen gegen den Rotor 2 bzw. den Grund 6 seiner die Arbeitsräume 5 bildenden Ausnehmungen 4 beaufschlagt werden. Die fünf Schieber 12, 13, 14, 38, 31 bilden drei Trenner 18, 19, 27, die die Arbeitsräume 5, wenn sie sich im Bereich der Schieber 12, 13, 14, 38, 31 bzw. zumindest die Schieber 12, 13, 14, 31 sich in den Arbeitsräumen 5 befinden, in zwei Teilräume teilen, von denen sich einer in Drehrichtung P des Rotors 2 vor und der andere hinter dem Trenner 18, 19, 27 befindet.

Die Trenner 18, 19, 27 sind in Umfangsrichtung um jeweils etwa 120° zueinander versetzt. Ein erster Trenner 18 der drei Trenner 18, 19, 27 befindet sich zwischen einem Einlass 20 und einem Auslass 21 , wobei in Drehrichtung P des Rotors 2 der Einlass 20 über den ersten Trenner 18 indirekt und der Auslass 21 unmittelbar vor dem einen ersten Trenner 18 direkt in den jeweiligen Arbeitsraum 5 münden. Der erste Trenner 18 weist ein Schieberventil zur Steuerung des Gaseintrittes des Arbeitsgases in den mindestens einen Arbeitsraum 5 auf, das mit dem Einlass 20 verbunden ist, wobei ein Schieber 12 des Schieberventils an seinem Umfang einen Eintrittskanal 39 für das Arbeitsgas in den mindestens einen Arbeitsraum 5 aufweist. Der Eintrittskanal 39 ist derart außen an dem Schieber 12 angeordnet, dass eine Verbindung von dem Einlass 20 zu dem Arbeitsraum 5 nur besteht, wenn der Schieber 12 sich nach innen bewegt, insbesondere an dem Grund 6 der den Arbeitsraum 5 bildenden Ausnehmung 4 anliegt. Der Eintrittskanal 39 mündet aus dem Schieber 12 in Richtung einer in Drehrichtung vorderen Flanke 35 des Rotors 2.

Die federbeaufschlagten Schieber 12, 13, 14, 31 liegen dichtend an einem Umfang des Rotors 2 bzw. am Grund 6 der Ausnehmungen 4 an. Die Abdichtung ist nicht zwingend hermetisch dicht sondern so, wie es zu den Stellen 10, an denen der Rotor 2 zwischen den Ausnehmungen 4 an der Innenwandung 8 des Gehäuses 9 anliegt, beschrieben worden ist.

Die beiden weiteren Schieber 13, 14 liegen zumindest am äußeren Umfang aneinander an und bilden gemeinsam mit dem zusätzlichen dritten Scheiber 38 einen weiteren zweiten Trenner 19, der um etwa 240° in Drehrichtung P des Rotors 2 versetzt zum dem ersten Trenner 18 angeordnet ist. Innen weisen die beiden weiteren Schieber 13, 14 Ausnehmungen auf, die einen Arbeitsgasspeicher 22 bilden, der auf der dem Rotor 2 abgewandten Seite axial von dem dritten Schieber 38 begrenzt ist. Mit dem dritten Schieber 38 lässt sich in dem Arbeitsgasspeicher eingeschlossenes Arbeitsgas gesteuert vollständig aus dem Arbeitsgasspeicher 22 in den Arbeitsraum 5 verdrängen. Einander abgewandte Innenkanten der beiden weiteren Schieber 13, 14 sind von Schrägnuten 23 durchbrochen, die nicht die gesamte innere Stirnfläche der Schieber 13, 14 durchbrechen.

In Drehrichtung P des Rotors 2 weist der Verbrennungsmotor 1 kurz hinter dem weiteren zweiten Trenner 19 eine Glühkerze 24 zu einer Selbstzündung auf. Möglich ist auch eine Selbstzündung, wie sie von Dieselmotoren bekannt ist, oder eine Fremdzündung mit einer Zündkerze, wie sie von Otto- und Wankelmotoren bekannt ist. Der fünfte Schieber 31 wird hier als zusätzlicher Schieber 31 bezeichnet, er bildet einen zusätzlichen dritten Trenner 27. Er ist um etwa 120° zu den anderen Schiebern 12, 13, 38, 14 bzw. Trennern 18, 19 im Gehäuse 9 angeordnet, in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter dem einen Schieber 12 und vor den weiteren Schiebern 13, 14, 38 und in Umfangsrichtung ungefähr in einer Mitte zwischen den anderen Schiebern 12, 13, 14, und zwar im längeren Umfangsabschnitt zwischen den anderen Schiebern 12, 13, 14. Der zusätzliche Schieber 31 ist also in dem Bereich angeordnet, in dem das Arbeitsgas verdichtet wird.

In Drehrichtung P des Rotors 2 dicht vor dem zusätzlichen Schieber 31 geht eine Überströmleitung 28 ab, die in Drehrichtung P des Rotors 2 ein Stück vor den weiteren Schiebern 13, 14, 38 in einen Arbeitsraum 5 mündet. Die Überstromlei- tung 28 verläuft in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vorteilhafterweise gänzlich in dem Gehäuse 9. Dies ist jedoch nicht zwingend so. Die Überströmleitung 28 ist mit einem Umschaltventil 33 schließbar, das nahe einer Mündung der Überströmleitung 28 in den Arbeitsraum 5 vor den drei weiteren Schiebern 13, 14, 38 angeordnet ist. Mit diesem Umschaltventil 33 ist auch der Arbeitsraum 5 in Drehrichtung P des Rotors 2 vor dem zusätzlichen Schieber 31 entlüftbar. Ein weiterer Einlass 29 in einen Arbeitsraum 5 ist nahe dem zusätzlichen fünften Schieber 31 vorgesehen. Der weitere Einlass 29 mündet in Drehrichtung P des Rotors 2 über den dritten Trenner 27 indirekt in einen Arbeitsraum 5. Der dritte Trenner 27 weist ein Schieberventil zur Steuerung des Gaseintrittes des Arbeitsgases in den mindestens einen Arbeitsraum 5 auf, das mit dem Einlass 29 verbunden ist, wobei ein Schieber 31 des Schieberventils an seinem Umfang einen Eintrittskanal 40 für das Arbeitsgas in den mindestens einen Arbeitsraum 5 aufweist. Der Eintrittskanal 40 ist derart außen an dem Schieber 31 angeordnet, dass eine Verbindung von dem weiteren Einlass 29 zu dem Arbeitsraum 5 nur besteht, wenn der Schieber 31 sich nach innen bewegt, insbesondere an dem Grund 6 der den Arbeitsraum 5 bildenden Ausnehmung 4 anliegt. Der Eintrittskanal 40 mündet aus dem Schieber 31 in Richtung einer in Drehrichtung vorderen Flanke 35 des Rotors 2.

Als Arbeitsgas ist Luft vorgesehen, als Kraftstoff eine Mischung von Wasserstoff und Erdgas im Verhältnis von etwa 1 :2. Ein Betrieb des Verbrennungsmotors 1 ausschließlich mit Wasserstoff als Kraftstoff ist ebenfalls möglich. Grundsätzlich sind auch andere Gase, beispielsweise Sauerstoff als Arbeitsgas und flüssige Kraftstoffe wie Benzin, Diesel oder Kerosin, brennbare Gase oder auch brennbare Feststoffe, beispielsweise Kohlestaub, als Kraftstoff, oder auch Mischungen solcher Stoffe möglich. Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor 1 arbeitet nach dem Viertaktprinzip, seine Funktion und die Zustände des Arbeitsgases in einer der Arbeitskammern 5 werden nachfolgend während einer Drehung des Rotors 2 beschrieben. Bei einer Drehung des Rotors 2 in der vorgesehenen Drehrichtung P strömt Arbeitsgas durch den Einlass 20 in einen der Arbeitsräume 5, der sich im Bereich des Einlass 20 befindet, ein (Figur 1 ). Ein Volumen des Teilraums des Arbeitsraums 5 in Drehrichtung des Rotors 2 hinter dem ersten Trenner 18 vergrößert sich durch die Drehung des Rotors 2, so dass der Verbrennungsmotor 1 das Arbeitsgas ansaugt. Es ist allerdings auch ein aufgeladener Verbrennungsmotor 1 möglich, d.h. dass das Arbeitsgas unter Druck steht und in den Arbeitsraum 5 strömt. Bei der Drehung des Rotors 2 überfährt eine der drei erhabenen Stellen 10 des Rotors 2, an denen der Rotor 2 an der Innenwandung 8 des Gehäuses 9 anliegt, den einen Schieber 12 des ersten Trenners 18, wobei diese den Schieber 12 nach außen drückt, der sich hinter der erhabenen Stelle 10 wieder nach innen in die den Arbeitsraum 5 bildende, in Drehrichtung P des Rotors 2 nächste Ausnehmung 4 verschiebt. Dabei öffnet sich das Schieberventil des ersten Trenners 18, so dass Arbeitsgas von dem Einlass 20 über den Eintrittskanal 39 des Schiebers 12 in den sich in Drehrichtung nach dem Trenner 18 befindlichen Teil des Arbeitsraumes 5 strömen kann. Beim Überfahren des Schiebers 12 des ersten Trenners 18 trennt die erhabene Stelle 10 am hinteren Ende des Arbeitsraums 5 den Arbeitsraum 5 vom Einlass 20, das Arbeitsgas ist im Arbeitsraum 5 eingeschlossen.

Das Teilvolumen des Arbeitsraums 5 in Drehrichtung P des Rotors 2 vor dem zusätzlichen Schieber 31 verkleinert sich durch die Drehung des Rotors 2, wodurch das Arbeitsgas in diesem Teilvolumen verdichtet wird und durch die Überströmleitung 28 in den Arbeitsraum 5 strömt, der sich in Drehrichtung P des Rotors 2 vor dem Arbeitsraum 5 befindet, aus dem das Arbeitsgas durch die Überströmleitung 28 ausströmt. Das Umschaltventil 33 in der Überströmleitung 28 ist dabei geöffnet. Bei der weiteren Drehung des Rotors 2 überfährt eine der drei erhabenen Stellen 10 des Rotors 2, an denen der Rotor 2 an der Innenwandung 8 des Gehäuses 9 anliegt, den Schieber 31 des dritten Trenners 27, wobei diese den Schieber 31 nach außen drückt, der sich hinter der erhabenen Stelle 10 wieder nach innen in die den Arbeitsraum 5 bildende, in Drehrichtung P des Rotors 2 nächste Ausnehmung 4 verschiebt. Dabei öffnet sich das Schieberventil des dritten Trenners 27, so dass Arbeitsgas von dem weiteren Einlass 29 über den Eintrittskanal 40 des Schiebers 31 in den sich in Drehrichtung nach dem Trenner 27 befindlichen Teil des Arbeitsraumes 5 strömen kann. Beim Überfahren des Schiebers 31 des dritten Trenners 27 trennt die erhabene Stelle 10 am hinteren Ende des Arbeitsraums 5 den Arbeitsraum 5 vom Einlass 29, das Arbeitsgas ist im Arbeitsraum 5 eingeschlossen.

Durch die Drehung des Rotors 2 vergrößert sich das Volumen des Teilraums des Arbeitsraums 5 in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter dem zusätzlichen Schieber 31 , wodurch das Arbeitsgas angesaugt wird. Auch hier ist ein Einströmen des Arbeitsgases unter Druck möglich. Bei Weiterdrehung des Rotors 2 überfährt die erhabene Stelle 10, an der der Rotor 2 an der Innenwandung 8 des Gehäuses 9 anliegt und die sich in Drehrichtung P des Rotors 2 am vorderen Ende des Arbeitsraums 5 befindet, die beiden weiteren Schieber 13, 14 und die erhabene Stelle 10, mit der der Rotor 2 an der Innenwandung 8 des Gehäuses 9 anliegt und die sich an dem in Drehrichtung P des Rotors 2 hinteren Ende des Arbeitsraums 5 befindet, überfährt den zusätzlichen Schieber 31 , wodurch diese Arbeitskammer 5 vom Einlass 29 getrennt ist. Das Volumen des Teilraums des Arbeitsraums 5, der sich in Drehrichtung P des Rotors 2 vor den weiteren Schiebern 13, 14, 38 befindet, verkleinert sich. Das Arbeitsgas wird im Arbeitsraum 5 komprimiert.

In den Arbeitsraum 5 strömt das verdichtete Arbeitsgas aus der Überströmleitung 28, was die Verdichtung erhöht, nahezu verdoppelt. Die Doppelverdichtung kann abgeschaltet werden, indem das Umschaltventil 33 in der Überströmleitung 28 in Richtung des Arbeitsraumes 5 geschlossen und nach außen zu einer Entlüftungsöffnung 34 hin geöffnet ist. So ist der Arbeitsraum 5 in Drehrichtung P vor dem zusätzlichen Schieber 31 entlüftbar ist, geöffnet wird. In Drehrichtung P vor dem zusätzlichen Schieber 31 wird dadurch nicht verdichtet.

Während die beiden weiteren Schieber 13, 14 im kreisbogenförmigen mittleren Abschnitt 7 des Grundes 6 der Ausnehmung 4 dichtend am Grund 6 anliegen (Figur 1 ), liegt an der steigenden hinteren Flanke 36 des Grunds 6 des Arbeitsraums 5 nur der in Drehrichtung P vordere weitere Schieber 14 mit seiner durchgehenden Innenkante dichtend an (Figur 2). Der in Drehrichtung P des Rotors 2 hintere weitere Schieber 13 verbindet durch die Schrägnut 23 wie in Figur 2 zu sehen den Teilraum des Arbeitsraums 4 in Drehrichtung P des Rotors 2 vor dem weiteren Trenner 19 mit dem Arbeitsgasspeicher 22 zwischen den beiden weiteren Schiebern 13, 14. Die beiden weiteren Schieber 13,14 verschieben sich wie ebenfalls in Figur 2 zu sehen durch ihre Anlage an der steigenden hinteren Flanke 36 des Arbeitsraums 5 nach außen und gegeneinander. Durch die Verschiebung der Schieber 13, 14 gegeneinander schließt sich der Arbeitsgasspeicher 22. Dabei verschiebt sich zunächst der Schieber 13 nach außen und dann erst der Schieber 14, wobei sich vor und/oder mit der Verschiebung der Schieber 13, 14 der dritte Schieber 38 des zweiten Trenners 19 ebenfalls nach außen bewegt. Entsprechend vergrößert sich das Volumen des Arbeitsgasspeicher 22, der von Ausnehmung des Schiebers 14 und des Schiebers 13 zusammen gebildet wird. Somit wird das sich durch die Drehung des Rotors 2 verdichtende Arbeitsgas aus dem Arbeitsraum 5 zu der Schrägnut 23 des in Drehrichtung P des Rotors 2 vorderen der beiden weiteren Schieber 13, 14 und darüber in den Arbeitsgasspeicher 22 gedrängt. Durch seine Drehung verschließt der Rotor 2 danach den Arbeitsgasspeicher 22 mit dem verdichteten Arbeitsgas, so dass dieses in dem Arbeitsgasspeicher 22 eingeschlossen ist.

In einem Umfangsabschnitt vor dem zusätzlichen dritten Trenner 27 und vor dem weiteren zweiten Trenner 19 weist das Gehäuse 9 eine Kühlung 25 auf, die in der Zeichnung durch Kühlrippen dargestellt ist. Die Kühlung 25 des Gehäuses 9 kühlt das Arbeitsgas während der Verdichtung im Arbeitsraum 5 in Drehrichtung P des Rotors 2 vor dem dritten Trenner 27 und vor dem zweiten Trenner 19, was eine höhere Verdichtung des Verbrennungsmotors 1 ermöglicht, wodurch sich dessen Wirkungsgrad verbessert und eine thermische Belastung verringert. Im Bereich der Überströmleitung 28 weist das Gehäuse 9 ebenfalls eine durch Kühlrippen dargestellte Kühlung 37 auf.

Die Verdichtung und Verdrängung des Arbeitsgases aus dem Arbeitsraum 5 endet, wenn die erhabene Stelle 10 am in Drehrichtung P des Rotors 2 hinteren Ende des Arbeitsraums 5 die drei weiteren Schieber 13, 14, 38 überfährt. Beide Schieber 13, 14 liegen zusammen mit dem weiteren Scheiber 38 abdichtend an der erhabenen Stelle 10 an, so dass der Arbeitsgasspeicher 22 sowohl vom Arbeitsraum 5, der in Drehrichtung P des Rotors 2 vor als auch vom Arbeitsraum 5, der sich in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter der erhabenen Stelle 10 des Rotors 2 zwischen den beiden Arbeitsräumen 5 befindet, getrennt ist (Figur 3).

Durch einen Kraftstoffeinlass 30 wird Kraftstoff in den Arbeitsgasspeicher 22 eingespritzt. Der Kraftstoff ist Wasserstoff oder eine Mischung aus Erdgas und Wasserstoff im Verhältnis von etwa 2:1 . Es können auch andere Kraftstoffe eingespritzt werden. Möglich ist auch eine Kraftstoffeinspritzung in den Arbeitsraum 5 in Drehrichtung P hinter den weiteren Schiebern 13, 14, 38. Dort kann Kraftstoff zusätzlich oder statt in den Arbeitsgasspeicher 22 eingespritzt werden. Außerdem ist eine Einspritzung von Wasser in den Arbeitsraum 5 in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter den beiden weiteren Schiebern 13,14, wo das Arbeitsgas verbrannt wird, zu einer inneren Kühlung zwecks thermischer Entlastung und/oder zur Erhöhung eines Wirkungsgrads des Verbrennungsmotors 1 möglich (nicht dargestellt). Die Kraftstoffeinspritzung in den Arbeitsgasspei- eher 22 und/oder die den Arbeitsraum 5 in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter den Schiebern 13, 14, 38 erfolgt, wenn das durch die Einlasse 20, 29 einströmende Arbeitsgas Luft ohne Kraftstoff ist. Durch die Einlasse 20, 29 kann auch Arbeitsgas, das bereits Kraftstoff enthält, also eine Mischung aus Luft und Kraftstoff, einströmen. In diesem Fall kann die Einspritzung von Kraftstoff in den Arbeitsgasspeicher 22 und/oder in den Arbeitsraum 5 in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter den beiden weiteren Schiebern 13, 14 entfallen. Denkbar ist allerdings auch, trotzdem zusätzlichen Kraftstoff in den Arbeitsgasspeicher 22 und/oder den Arbeitsraum 5 in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter den weiteren Schiebern 13, 14, 38 einzuspritzen. Bei Weiterdrehung des Rotors 2 gleiten die beiden weiteren Schieber 13, 14 wieder an der von der Innenwandung 8 des Gehäuses 9 zum kreisbogenförmigen Abschnitt 7 des Grunds 6 des Arbeitsraums 5 fallenden vorderen Flanke 35 des Arbeitsraums 5 entlang, wie es in Figur 4 zu sehen ist. Dabei liegt der in Drehrichtung P des Rotors 2 hintere weitere Schieber 13 mit seiner durch- gehenden Innenkante dichtend an der Flanke 35 an, wogegen die Schrägnut 23 des in Drehrichtung P des Rotors 2 vorderen weiteren Schiebers 14 den Arbeitsgasspeicher 22 mit dem Arbeitsraum 5 verbindet, der sich nunmehr in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter den beiden weiteren Schiebern 13, 14 befindet. Weil die beiden weiteren Schieber 13, 14 an der schräg fallenden vorderen Flanke 35 am in Drehrichtung P des Rotors 2 vorderen Ende des Arbeitsraums 5 gegeneinander verschoben sind, öffnet sich der Arbeitsgasspeicher 22 zur Schrägnut 23. Während sich der in Drehrichtung hintere Schieber 13 nach innen bewegt, wird der dritte Schieber 38 zwangsgesteuert ebenfalls nach innen bewegt. Der Schieber 38 verdrängt dabei zunächst das Arbeitsgas aus demjenigen Teil des Arbeitsgasspeichers 22, der von dem in Drehrichtung hinteren Schieber 13 gebildet ist. Der entsprechende Teil des Arbeitsgases strömt aus diesem Teil des Arbeitsgasspeichers 22 in den Teilraum des Arbeitsraums 5, der sich in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter den beiden weiteren Schiebern 13,14 befindet. Beim Weiterdehen des Rotors 2 gleitet dann auch der in Drehrichtung hintere Schieber 13 die beiden weiteren Schieber 13, 14 zusammen mit dem weiteren Schieber 38 an der Flanke 35 ab, wobei der Schieber 38, der über den Schieber 14 seitlich in Richtung des Schiebers 14 vorsteht, dabei das Arbeitsgas aus demjenigen Teil des Arbeitsgasspeichers 22 verdrängt, der von dem in Drehrichtung vorderen Schieber 14 gebildet ist. Das Strömen des Arbeitsgases aus dem Arbeitsgasspeicher 22 in den Arbeitsraum 5 endet, wenn beide weitere Schieber 13,14 am kreisbogenförmigen mittleren Abschnitt 7 des Grundes 6 des Arbeitsraums 5 mit ihren dem Rotor 2 zugewandten Stirnflächen anliegen, wie es Figur 1 zeigt. Dabei ist der Arbeitsgasspeicher 22 durch den weiteren Schieber 38 vollständig entleert. Die beiden weiteren Schieber 13, 14 bilden mit dem weiteren Schieber 38 somit eine Gassteuerung, die das Strömen des Arbeitsgases aus dem sich bei der Drehung des Rotors 2 vor den beiden weiteren Schiebern 13, 14 verkleinernden Arbeitsraum 5 in den Arbeitsgasspeicher 22 und anschließend aus dem Arbeitsgasspeicher 22 in den sich hinter den beiden weiteren Schiebern 13, 14 bei der Drehung des Rotors 2 wieder vergrößernden Arbeitsraum 5 steuert. Das Arbeitsgas entzündet sich, wenn die beiden weiteren Schieber 13, 14 den Arbeitsgasspeicher 22 geschlossen haben und die erhabene Stelle 10 des Rotors 2, mit der der Rotor 2 dichtend an der Innenwandung 8 des Gehäuse 9 anliegt, die Glühkerze 24 überfahren hat (kurz nach der in Fig. 1 gezeigten Drehstellung des Rotors 2), selbst an der Glühkerze 24. Es kann auch nach Art eines Dieselmotors ohne Glühkerze selbst zünden oder mit einer Zündkerze anstatt der Glühkerze 24 gezündet werden. Die Selbstzündung hat den Vorteil, dass sie keine Zündsteuerung benötigt. Die Verbrennung des Arbeitsgases bewirkt einen Druckanstieg, der auf die vordere Flanke 35 des Grunds 7 des Arbeitsraums 5 wirkt und ein Drehmoment auf den Rotor 2 bewirkt, das diesen zu seiner Drehung antreibt. Das Arbeitsgas expandiert in dem durch die Drehung des Rotors 2 größer werdenden Teilraum des Arbeitsraums 5 in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter den weiteren Schiebern 13, 14, 38 bis die erhabene Stelle 10, an der der Rotor 2 an dem in Drehrichtung P des Rotors 2 vorderen Ende des Arbeitsraums 5 an der Innenwandung 8 des Gehäuses 9 anliegt, den Auslass 21 überfahren hat, so dass der Arbeitsraum 5 mit dem Auslass 21 verbunden ist und das Arbeitsgas ausströmt. Der Zyklus beginnt dann von neuem.

Der beschriebene Viertakt-Zyklus des Arbeitsgases findet in allen drei Arbeitsräumen 5 ständig statt, so dass der Rotor 2 bis auf kurze Unterbrechungen nahezu ständig angetrieben wird, was einen verhältnismäßig gleichmäßigen Lauf des Rotors 2 bewirkt. Die Bewegung der vier Schieber 12, 13, 14, 31 wird von der Kontur des Rotors 2, also von der Form des Grundes 6 der Ausnehmungen 4, die die Arbeitsräume 5 bilden, und den Stellen 10 zwischen den Arbeitsräumen 5, an denen der Rotor 2 an der Innenwandung 8 des Gehäuses 9 anliegt, gesteuert. Die Bewegung des weiteren Schiebers 38 ist an die Bewegung der Schieber 13, 14 gekoppelt. Der Rotor 2 bildet sozusagen eine Kurvenscheibe, die die Bewegung der Schieber 12, 13, 14, 31 mechanisch steuert. Davon wird die Bewegung des dritten Schiebers 38 des zweiten Trenners 19 abgeleitet. Die beiden weiteren Schieber 13, 14, die zusammen mit dem Schieber 38 den weiteren Trenner 19 bilden, bilden zugleich auch Schieberventile für die Gassteuerung in und aus dem Arbeitsgasspeicher 22 in beschriebener Weise.

De Rotor 2 ist durch Formschluss drehfest auf einer Welle 26 aufgenommen. Die Welle 26 weist ein Vielzahnprofil und der Rotor 2 ein Loch mit einem kongruenten Gegenprofil auf. Das Vielzahnprofil der Welle 26 und des Lochs des Rotors 2 sind so gewählt, dass weitere Rotoren 2 mit einem Winkelversatz von beispielsweise 30° auf die Welle 26 aufgesetzt werden können. Der Verbrennungsmotor 1 kann dadurch mehrere Rotoren 2 gleichachsig nebeneinander aufweisen, die durch radiale Zwischenwände voneinander getrennt sind. Der Winkelversatz der Rotoren 2 ist so gewählt, dass die Arbeitsräume 5 der Rotoren 2 gleichmäßig in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind.