WO2020007418A1

WO2020007418A1 - Axialkolbenmotor und betriebsverfahren zum betrieb eines axialkolbenmotors

Info

Publication number: WO2020007418A1
Application number: PCT/DE2019/100625
Authority: WO
Inventors: Ulrich Rohs
Original assignee: GETAS Gesellschaft fuer Themodynamische Antriebssysteme mbH
Current assignee: GETAS Gesellschaft fuer Themodynamische Antriebssysteme mbH
Priority date: 2018-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2020-01-09
Anticipated expiration: 2021-01-04
Also published as: DE112019003348A5; WO2020007419A1

Abstract

Um Axialkolbenmotoren und Betriebsverfahren zum Betrieb von Axialkolbenmotoren bereitzustellen, die einen hohen Wirkungsgrad auch bei höheren Drehzahlen ermöglichen, können sich ein Axialkolbenmotor mit innerer kontinuierlicher Verbrennung, umfassend eine kontinuierlich arbeitende Brennkammer, die über eine kontinuierliche, mit Kraftstoff und Verbrennungsluft gespeiste Arbeitsflamme einen Arbeitsgasstrom erzeugt, eine Anzahl von Arbeitszylindern mit in diesen hin- und her laufenden Arbeitskolben, in denen das Arbeitsgas Arbeit verrichtet, und eine mit den Arbeitskolben wirkverbundene Abtriebswelle, wobei die Arbeitszylinder um eine Zentralachse herum angeordnet sind, wobei die Brennkammer wenigstens einen Brennkammerausgang, durch welchen der Arbeitsgasstrom in wenigstens eine Schussrichtung die Brennkammer verlässt, aufweist und wobei der Brennkammerausgang in Schussrichtung gesehen über jeweils wenigstens ein offen- und schließbares Deckelventil mit den Arbeitszylindern verbunden ist, sowie ein entsprechendes Betriebsverfahren, dadurch auszeichnen, dass der Brennkammerausgang mit der Brennkammer und/oder ein dem Brennkammerausgang in Schussrichtung nachgeordneter Schusskanal beweglich ausgebildet bzw. wahlweise auf die Deckelventile zu richten sind.

Description

Axialkolbenmotor und Betriebsverfahren zum Betrieb eines Axialkolbenmotors

[01] Die Erfindung betrifft einen Axialkolbenmotor mit innerer kontinuierlicher

Verbrennung sowie ein Betriebsverfahren zum Betrieb eines Axialkolbenmotors mit innerer kontinuierlicher Verbrennung.

[02] Derartige Axialkolbenmotoren weisen in der Regel eine kontinuierlich arbeitende Brennkammer, eine Anzahl von Arbeitszylindern mit in diesen hin- und her laufenden Arbeitskolben und eine Abtriebswehe auf, wobei die Brennkammer und die Abtriebswehe koaxial zueinander auf einer Zentralachse und die Arbeitszylinder um die Zentralachse herum angeordnet sind und wobei die Brennkammer über offen- und schließbare Schusskanäle mit den Arbeitszylindern verbunden ist. Entsprechende Axialkolbenmotoren mit innerer kontinuierlicher Verbrennung finden sich beispielsweise in der EP 1 035 310 A2, der EP 2 711 499 A2, der WO 2011/009455 A2, der WO 2012/107013 A2 und in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2016 119 889 Al, wobei dort jeweils Schieber, seien es Drehschieber oder Schieberkolben, zum Öffnen bzw. Schließen der Schusskanäle benutzt werden. Die Verwendung von Tellerventilen zum Öffnen bzw. Schließen der Schusskanäle offenbart hingegen die DE 10 2017 124 411 Al.

[03] Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, gattungsgemäße Axialkolbenmotoren und

Betriebsverfahren zum Betrieb von Axialkolbenmotoren bereitzustehen, die einen hohen Wirkungsgrad auch bei höheren Drehzahlen ermöglichen.

[04] Die Aufgabe der Erfindung wird durch Axialkolbenmotoren und Betriebsverfahren zum Betrieb von Axialkolbenmotoren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere, ggf. auch unabhängig hiervon, vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung.

[05] Um Axialkolbenmotoren bereitzustehen, die einen hohen Wirkungsgrad auch bei höheren Drehzahlen ermöglichen, kann sich ein Axialkolbenmotor mit innerer kontinuierlicher Verbrennung, umfassend eine kontinuierlich arbeitende Brennkammer, die über eine kontinuierliche, mit Kraftstoff und Verbrennungsluft gespeiste Arbeitsflamme einen Arbeitsgasstrom erzeugt, eine Anzahl von Arbeitszylindern mit in diesen hin- und her laufenden Arbeitskolben, in denen das Arbeitsgas Arbeit verrichtet, und eine mit dem Arbeitskolben wirkverbundener Abtriebswelle, wobei die Arbeitszylinder um eine Zentralachse herum angeordnet sind, wobei die Brennkammer wenigstens einen Brennkammerausgang, durch welchen der Arbeitsgasstrom in wenigstens eine Schutzrichtung die Brennkammer verlässt, aufweist und wobei der Brennkammerausgang in Schussrichtung gesehen über jeweils wenigstens ein öffnen- und schließbares Deckelventil mit den Arbeitszylindern verbunden ist, dadurch auszeichnen, dass der Brennkammerausgang mit der Brennkammer bzw. ein dem Brennkammerausgang in Schussrichtung nachgeordneter Schusskanal beweglich ausgebildet und wahlweise auf die Deckelventile zu richten sind. [06] Hierbei ermöglichen die Deckel ventile verhältnismäßig hohe Verschlusszeiten, sodass auch bei hohen Drehzahlen eine präzise Befüllung der Arbeitskolben möglich ist. Durch die bewegliche Brennkammer, den beweglichen Brennkammerausgang bzw. den beweglichen Schusskanal kann, bei geeigneter Ausgestaltung bzw. Verfahrensführung gewährleistet werden, dass das Arbeitsgas gezielt und nur in den benötigten Zeiträumen zu den Arbeitszylindern geschossen wird.

[07] Deckelventile weisen, da von dort deren Bezeichnung herrührt, naturgemäß, einen

Ventildeckel auf, welcher im Zusammenspiel mit einem zugehörigen Ventilsatz den jeweiligen Schutzkanal öffnen und schließen kann. Zu den Deckelventilen zählen insbesondere Tellerventile, bei denen der Ventildeckel von einem Ventilschaft getragen wird, sodass insbesondere ein von Seiten des Ventilschafts auf den Ventildeckel wirkender Druck einen von der entgegengesetzten Seite auf den Ventildeckel wirkender Druck entgegenwirken kann. Auch zählen zu den Deckelventilen Topfventile, bei denen der Ventildeckel letztlich durch den Boden des Topfes gebildet ist, wobei die Topfwand dann den Ventilschaft darstellt und einer Führung bzw. einem Antrieb dienen kann. [08] Deckelventile zählen zu den Absperrorganen. Zu unterscheiden sind

Deckel ventile, und mithin insbesondere Teller- und Topfventile, insbesondere von Schiebern, Hähnen oder Klappen, die ebenfalls zu den Absperrorganen zu zählen sind. Während bei Schiebern, Hähnen oder Klappen die Bewegungsrichtung der absperrenden Baugruppen zu großen Teilen senkrecht zu der Durchflussrichtung durch das jeweilige Absperrorgan hindurch gerichtet ist, ist bei Ventilen, insbesondere bei Deckventilen die Bewegungsrichtung der absperrenden Baugruppe, also insbesondere des Ventildeckels gegen seinen Ventilsitz und von diesem weg, im Wesentlichen parallel zur Durchflussrichtung durch das Ventil gerichtet. [09] An sich ist die Verwendung von Deckelventilen, insbesondere von Tellerventilen oder Topfventilen, bei gattungsfremden Kurbelwellenmotoren, und nicht bei Axialkolben motoren, mit innerer kontinuierlicher Verbrennung seit 1910 aus der US 972,504 oder seit 1971 aus der US 3,577,729 bzw. seit 1976 aus der US 3,973,393 bekannt. Jedoch lassen die dort vorgesehenen langen Schusskanäle zwischen Brennkammer und Arbeitszylinder hohe Wirkungsgrade in keinster Weise vermuten. Auch lassen die durch die Bauart bedingten Unterschiede in der Länge der Schusskanäle bzw. in denen zu den Schusskanälen führenden Strömungswegen eine gleichförmige Arbeit mithin einen gleichförmigen Wirkungsgrad dieser Kurbelwellenmotoren nicht erwarten. Auch ist seit jüngster Zeit die Verwendung von Tellerventilen zum Öffnen bzw. Schließen der Schusskanäle in der DE 10 2017 124 411 Al offenbart, wobei es sich jedoch als schwierig herausgestellt hat, hier bei hohen Drehzahlen auch hohe Wirkungsgrade zu erreichen, insbesondere weil offenbar die thermische Belastung für die Tellerventile bei höheren Drehzahlen bzw. hoher Belastung zu hoch erscheint oder diese wegen der hohen thermischen Belastung bei hohen Drehzahlen nicht mehr wie gefordert zu arbeiten scheinen.

[10] Hierbei kann der Brennkammerausgang unabhängig von der Brennkammer im Übrigen oder auch gemeinsam mit der übrigen Brennkammer beweglich ausgebildet sein. Beide Ausgestaltungen ermöglichen es gleichermaßen, genau wie der bewegliche Schusskanal, den Arbeitsgasstrom gezielt auf die Deckelventile zu richten. Es hat sich herausgestellt, dass dieses dann dementsprechend eine Entlastung der Deckelventile ermöglicht, da diese nur kurzzeitig, nämlich solange, wie der Arbeitsgasstrom auf das jeweilige Deckelventil gerichtet ist, entsprechend thermisch belastet sind.

[11] Gegenüber Schiebern und anderen Absperrorganen haben Ventile, und insbeson dere auch Deckventile bzw. Teller- oder Topfventile, ein verhältnismäßig lineares Ansprechver- halten und können insbesondere verhältnismäßig schnell öffnen und schließen. Dieses ermög licht dann entsprechende schnelle Verschlusszeiten gegenüber Axialkolbenmotoren, bei denen Schieber zu Anwendung kommen. Darüber hinaus ermöglicht der bewegliche Brennkammer ausgang bzw. der bewegliche Schusskanal eine gezielte Ausrichtung auf das jeweilige Deckel ventil, wenn dieses geöffnet werden soll, so dass im Übrigen das Deckelventil dann thermisch entlastet und abgekühlt werden kann.

[12] Vorzugsweise können die bewegliche Brennkammer, der bewegliche Brenn kammerausgang bzw. der bewegliche Schusskanal rotieren. Auf diese Weise kann eine möglichst einfache Umsetzung der Bewegung des Brennkammerausgangs bzw. des Schuss kanals und einer Synchronisation dieser Bewegung mit der Bewegung der der Deckventile und/oder der Arbeitskolben erzielt werden. Zudem kann ggf. durch ein Versatz der Dreh geschwindigkeit die Phase an verschiedene Erfordernisse angepasst werden. [13] In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform rotieren die bewegliche Brenn kammer, der bewegliche Brennkammerausgang bzw. der bewegliche Schusskanal um die Zentralachse des Axialkolbenmotors herum, so dass eine Kopplung mit der Bewegung der Abtriebswehe ohne weiteres möglich erscheint.

[14] Vorzugsweise sind die bewegliche Brennkammer, der bewegliche Brennkammer- ausgang bzw. der bewegliche Schusskanal in einem Drehkörper angeordnet, was einen einfachen und präzisen Aufbau zu ermöglicht.

[15] Vorteilhafterweise trägt der Drehkörper einen Brennkammerboden, so dass ein beweglicher Brennkammerausgang, der in dem Brennkammerboden angeordnet ist, baulich einfach umgesetzt werden kann. [16] Es ist zudem von Vorteil, wenn die bewegliche Brennkammer, der bewegliche

Brennkammerausgang bzw. der Drehkörper in einem mit Brennkammerdruck oder mit Ver dichterdruck beaufschlagten Druckraum angeordnet sind. Diese Anordnung steht geringere Anforderungen an eine ggf. vorgesehene Dichtung, insbesondere im Bereich der Deckelventile oder auch des Drehkörpers, wenn das Arbeitsgas auf die Deckelventile geschossen wird. Hierbei kann der Verdichterdruck beispielsweise durch eine Zufuhr von Verbrennungsluft aus dem Verdichter einfach bereitgesteht werden, insbesondere wenn diese Verbrennungsluft noch der Kühlung der Baugruppen im Bereich der Deckventile bzw. der Drehkörpers oder des Brennkammerbodens dient und dann von dem Druckraum zu der Speisung der Arbeitsflamme genutzt wird. Brennkammerdruck kann in diesem Bereich besonders einfach bereitgesteht werden, indem beispielsweise Leckströme aus der Brennkammer oder aus dem Brennkammer ausgang heraus gezielt genutzt werden.

[17] Vorzugsweise ist der Druckraum durch zumindest eine Druckraumdichtung in einem Ventildruckraum, in welchem auch die Deckelventile angeordnet sind bzw. aus welchem diese auch heraus führen, und einem Oberraum geteilt, da hierdurch eine Strömungsrichtung im Gesamtsystem einfach durch die Dichtung definiert werden kann. Zudem ist vorzugsweise der Ventildruckraum mit Brennkammerdruck beaufschlagt, während der Oberraum beispielsweise mit Verdichterdruck, der naturgemäß, da der Strömungsweg kürzer ist und nicht noch über die Brennkammer läuft, auch höher als der Brennkammerdruck ist, beaufschlagt ist.

[18] Für eine möglichst einfache Umsetzung und geringe mechanische Verluste auf Grund einer reibungslosen Ausbildung, ist es von Vorteil, wenn die Druckraumdichtung eine Labyrinthdichtung umfasst. Vorteilhafterweise umfasst die Labyrinthdichtung einen Kolben ring, da dieser an sich sehr kostengünstig ist und an sich beherrschbare Dichtungsverhältnisse ermöglicht.

[19] Insbesondere kann der Druckraum die bewegliche Brennkammer umgeben. Dies hat den Vorteil, dass die Luft zur Kühlung genutzt werden kann und die Brennkammer allseitig mit der Luft in Kontakt kommt. Kumulativ oder alternativ hierzu kann der Druckraum in die Brennkammer münden, sodass Luft aus dem Druckraum der Brennkammer zugeführt werden kann. Beide Anordnungen ermöglichen jedoch gemeinsam, dass durch das allseitige Umgeben Luft aus dem Druckraum in jeder Betriebsstellung der beweglichen Brennkammer zugeführt werden kann. Die aus dem Druckraum der Brennkammer zugeführte Luft kann dann insbesondere unmittelbar als Verbrennungsluft genutzt werden.

[20] Vorteilhafterweise mündet der Oberraum in die Brennkammer, so dass eine Strömungsrichtung zu der Brennkammer baulich einfach gewährleistet werden kann.

[21] Um bei geeigneter Umsetzung eine baulich einfache Speisung der beweglichen Brennkammer mit verdichteter Luft zu ermöglichen, kann der Druckraum die Brennkammer mit verdichteter Luft speisen, was entweder, wenn der Druckraum in die Brennkammer mündet, direkt oder, wenn noch weitere Baugruppen zwischen Druckraum und Brennkammer vorgesehen sind, indirekt erfolgen kann. Eine baulich einfache Speisung ist insbesondere dann möglich, wenn der Oberraum die bewegliche Brennkammer mit verdichteter Luft speist, was entsprechend besonders vorteilhaft ist, da hier mit kurzen Wegen zu einem die Arbeitsflamme bereitstellenden Brenner, der in die Brennkammer reicht, zu rechnen ist.

[22] Es ist von Vorteil, wenn die Luft in dem Druckraum, insbesondere in dem Ober raum, die Brennkammer kühlt. Genannte Umsetzung des Kühlsystems ist baulich besonders einfach, wobei die Energie des Kühlsystems bei geeigneter Ausgestaltung wieder gewonnen werden kann, wenn die zur Kühlung genutzte Luft aus dem Druck- bzw. Oberraum der Brennkammer zugeführt wird und dort als thermische Energie ergänzend zur Verfügung steht. [23] Ergänzend kann eine gute Kühlung dadurch erzielt werden, dass die Brennkammer zu dem Druckraum bzw. zu dem Oberraum hin Kühlrippen trägt.

[24] Um laminare Schichten, die isolierend wirken können, zu minimieren oder gänzlich zu vermeiden, können sich die Kühlrippen mit einer Komponente senkrecht zur Be- wegungsrichtung der Luft in Bezug auf die Brennkammer an der Brennkammer erstrecken. Kumulativ oder alternativ hierzu kann der Druckraum zur Brennkammer hinweisende, luftver wirbelnde Strukturen aufweisen, um denselben genannten Vorteil zu erreichen.

[25] Vorteilhafterweise umfasst die bewegliche Brennkammer eine Kraftstoffzufuhr, welcher der Bewegung der beweglichen Brennkammer folgen kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kraftstoffzufuhr eine Drehdurchführung umfasst. Auf diese Weise kann eine betriebssichere Kraftstoffzufuhr während der Bewegung der Brennkammer gewährleistet werden, was bei einer rotierenden Brennkammer insbesondere im Zusammenspiel mit der Drehdurchführung entsprechend vorteilhaft ist.

[26] Auch kann das Deckelventil die Arbeitsflamme vorzugsweise durch den Brenn- kammerausgang nicht sehen. Möglicherweise kann alternativ oder kumulativ hierzu das

Deckelventil die Arbeitsflamme auch durch den beweglichen Schusskanal nicht sehen. Beide vorstehend genannte Ausführungen haben den Vorteil, dass das Deckelventil gegen direkte Strahlung abgeschirmt ist und mithin thermisch entlastet ist, möglicherweise unter Inkaufnahme des Nachteils eines komplexeren oder längeren Strömungsweges. [27] Andererseits kann das Arbeitsgas direkt bzw. möglichst direkt auf das Deckelventil und mithin in Schussrichtung bzw. in Richtung auf den Arbeitszylinder gerichtet werden, unter Inkaufnahme des Nachteils einer größeren thermischen Strahlenbelastung, die jedoch bei geeig neter Bewegungsführung der Brennkammer, des Brennkammerbodens bzw. des Schusskanals minimiert werden kann. Dementsprechend kann es von Vorteil sein, dass das Deckelventil die Arbeitsflamme durch den Brennkammerausgang und/oder durch den beweglichen Schusskanal sieht, was dann einen entsprechend direkten Strömungsweg ermöglicht.

[28] Auch kann zu der beweglichen Brennkammer ein mit der beweglichen

Brennkammer bewegter Zündenergietransport von einer stationären Zündeinrichtung zu einem Kraftstoffeingang in die bewegliche Brennkammer führen, welches den Vorteil einer nicht mitzubewegenden Ansteuerung der Zündeinrichtung hat. [29] Zusätzlich kann die Zündeinrichtung beispielsweise eine Zündkerze oder eine Startbrenner umfassen, die dann nicht zwingend mitbewegt werden müssen, wenn diese über den bewegten Zündenergietransport ihre Zündenergie zur Brennkammer leiten können.

[30] Andererseits kann jedoch die Zündeinrichtung, beispielsweise eine Zündkerze, mit der Brennkammer mitrotieren und in der Nähe der Arbeits- oder Hauptdüse, mit welcher

Kraftstoff in die Brennkammer gegeben wird, bevor dieser mit Verbrennungsluft in Kontakt gebracht wird, angeordnet sein, um die Arbeitsflamme zünden zu können. Dieses hat zwar den Nachteil, dass die Zündeinrichtung dann einerseits ständig in einem thermisch belasteten und mit Kraftstoff beaufschlagten Bereich zu finden ist, was dann die Zündeinrichtung entsprechend belastet. Bei laufender Brennkammer wird hier in diesen Bereichen in der Regel keine Luft zur Verfügung stehen, so dass dann auch dort noch keine Zündung des Kraftstoffs erfolgen kann. Um eine Degeneration der Zündeinrichtung in einem derartigen Bereich zu vermeiden, kann es vorteilhaft sein, die Zündeinrichtung laufend zünden zu lassen. Elektrische Energie für die Zündeinrichtung kann dann ggf. über Schleifkontakte oder über einen überspringenden Funken kontaktlos bereitgesteht werden, ggf. auch in regelmäßigen Abständen und sogar mehrfach während einer Umdrehung.

[31] Für eine saubere Verbrennung kann die Brennkammer eine Kraftstoffaufbereitung umfassen, mittels welcher der die Arbeitsflamme erzeugende Kraftstoff aufbereitet wird, bevor dieser mit der Verbrennungsluft in Kontakt kommt. Vorzugsweise umfasst die Kraftstoffaufbe- reitung eine Aufbereitungsflamme oder einem Aufbereitungsbrenner, wodurch besonders prä zise gearbeitet werden kann und ggf. die Kraftstoffaufbereitung regelbar ist. Kumulativ oder alternativ hierzu umfasst die Kraftstoffaufbereitung eine Heißgas- und/oder Flammen rückführung, welches eine baulich einfache und betriebssichere Ausgestaltung ermöglicht. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Kraftstoffaufbereitung sich mit der Brennkammer bewegt, insbesondere mit dieser mitrotiert.

[32] Vorteilhafterweise weist der bewegliche Schusskanal eine zu der Brennkammer bzw. zu dem Brennkammerausgang gerichtete brennkammerseitige Schusskanalöffnung und eine zu den Deckelventilen gerichtete ventilseitige Schusskanalöffnung auf. So können die Verbindungen sowohl der Brennkammer als auch in Richtung der Deckelventile einfach bereitgesteht werden. Dieses ermöglicht dann dementsprechend auch eine einfache Führung des Arbeitsgasstromes von der Brennkammer zu dem jeweiligen Deckelventil. [33] Um ausreichend Zeit zur Aufbereitung des Kraftstoffes bereitzustellen, ist es be sonders von Vorteil, wenn der die Arbeitsflamme erzeugende Kraftstoff einer Arbeitsdüse zugeführt wird, die in Richtung eines Mischrohrs ausgerichtet ist, in welchem der Kraftstoff mit der Verbrennungsluft in Kontakt kommt.

[34] Vorzugsweise ist die Arbeitsdüse mit einer radial zu der Zentralachse gerichtete Komponente auf das Mischrohr ausgerichtet und das Mischrohr weiter von der Zentralachse entfernt als die Arbeitsdüse, um den Kraftstofftransport zu dem Mischrohr mit der Zentrifugalkraft der Bewegung zu unterstützen. Bei geeigneter Ausgestaltung können hier geschwindigkeitsabhängige Effekte genutzt werden.

[35] Es ist besonders vorteilhaft, wenn sowohl das Mischrohr als auch der bewegliche Brennkammerausgang bzw. die brennkammerseitige Schusskanalöffnung jeweils in einem Winkel zu der Zentralachse angeordnet sind, wobei der Winkel des Mischrohrs kleiner als der Winkel des beweglichen Brennkammerausgangs bzw. der brennkammerseitigen Schusskanal öffnung ist, bzw. dass das Mischrohr auf ein Gebiet neben dem beweglichen Brennkammer ausgang bzw. der brennkammerseitigen Schusskanalöffnung gerichtet ist. Vorzugsweise ist zusätzlich das Gebiet radial zwischen der Zentralachse einerseits und dem beweglichen Brennkammerausgang bzw. der brennkammerseitigen Schusskanalöffnung andererseits angeordnet. Durch die vorstehende Ausrichtung bzw. Anordnung können die Zentrifugalkraft der Bewegung eine die Arbeitsflamme stabilisierende Zirkulation in der Brennkammer, insbesondere auch zu der Heißgas oder Arbeitsflammenrückführung, unterstützen. Bei einer geeigneten Ausgestaltung können hier geschwindigkeitsabhängige Effekte genutzt werden.

[36] Um ein Betriebsverfahren zum Betrieb von Axialkolbenmotoren bereitzustellen, das einen hohen Wirkungsgrad auch bei höheren Drehzahlen ermöglichen, kann sich ein Be triebsverfahren zum Betrieb eines Axialkolbenmotors, bei welchem kontinuierlich eine Arbeits flamme mit Kraftstoff und Verbrennungsluft gespeist wird und einen Arbeitsgasstrom erzeugt, wobei der Arbeitsgasstrom durch öffnen- und schließbare Deckelventile in Arbeitszylinder ge schossen wird, dadurch auszeichnen, dass die Arbeitsflamme bzw. der Arbeitsgasstrom wahl weise auf die Deckelventile gerichtet und die Deckelventile hierzu synchronisiert geöffnet und geschlossen werden.

[37] Um ein betriebssicheres und von der Ansteuerung her einfaches Verfahren bereitzustellen, wird die Arbeitsflamme bzw. der Arbeitsgasstrom vorzugsweise sukzessive auf die Deckelventile gerichtet. [38] Zudem ist es besonders vorteilhaft, wenn die Deckelventile um eine Zentralachse herum angeordnet sind und die Arbeitsflamme bzw. der Arbeitsgasstrom an den Deckelventilen vorbei rotiert werden. Durch diese verfahrenstechnische Maßnahmen kann eine einfache Umsetzung der Bewegung und einer Synchronisation dieser Bewegung mit der Bewegung der Arbeitskolben erfolgen. Gegebenenfalls kann auch durch ein Versatz in Drehrichtung die Phase an verschiedenen Erfordernissen angepasst werden.

[39] Vorzugsweise brennt die Arbeitsflamme in einer bewegten Brennkammer, was zu einer baulich einfachen Bereitstellung einer stabilen Arbeitsflamme führt.

[40] Vorteilhafterweise kühlt die Verbrennungsluft die bewegte Brennkammer vor Eintritt in die Brennkammer. Hierdurch wird ein baulich einfach umzusetzendes Kühlsystem bereitgesteht, dessen Energie bei geeigneter Ausgestaltung wiedergewonnen werden kann, insbesondere wenn die Luft aus dem Druck- bzw. Oberraum der Brennkammer zugeführt wird.

[41] Es ist von Vorteil, wenn die Arbeitsflamme durch eine stationäre Zündeinrichtung gezündet wird, wobei die Zündenergie mittels eines mit der bewegten Brennkammer bewegten Zündenergietransports von der stationären Zündeinrichtung zu dem eingespeisten Kraftstoff geführt wird. Durch vorstehend genannte Verfahrensweise muss die Ansteuerung der Zündeinrichtung nicht mitbewegt werden. Die stationäre Zündeinrichtung kann beispielsweise eine Zündkerze oder einen Startbrenner umfassen.

[42] Es ist von Vorteil, wenn ein Zirkulationsstrom aus Arbeitsflamme und Arbeitsgas zirkuliert, wobei dieser Zirkulationsstrom im Strömungsquerschnitt kältere und wärmere, und somit dichtere und weniger dichte, Bereiche aufweist und die Zirkulation derart ausgerichtet ist, dass durch die Richtungsänderung der Arbeitsflamme bzw. des Arbeitsgasstroms bedingte Kräfte die Zirkulation unterstützen, indem die unterschiedlichen Wirkungen der Zentrifugalkraft auf die dichteren und die weniger dichten Bereich ausgenutzt werden. Auf diese Weise kann die Zentrifugalkraft die Bildung und Stabilisierung einer die Arbeitsflamme stabilisierende Zirkulation in der Brennkammer, insbesondere auch zur Heißgas- oder Arbeitsflammenrückführung, unterstützen. Es versteht sich, dass bei geeigneter Ausgestaltung hier geschwindigkeitsabhängige Effekte genutzt werden können.

[43] Um den Verfahrensablauf einfach und stabil umzusetzen, kann zumindest ein Teilstrom des Zirkulationsstroms zur Aufbereitung des Kraftstoffs, bevor dieser mit der

Verbrennungsluft in Kontakt kommt, genutzt werden. [44] Vorzugsweise werden zur Aufbereitung ein Kraftstoffstrom mit dem Teilstrom des Zirkulationsstroms oder dem gemeinsamen Zirkulationsstrom vereinigt, da diese Vereinigung im Verfahrensablauf einfach und stabil umzusetzen ist.

[45] Vorteilhafterweise ist wenigstens eines der Deckelventile ein Tellerventil, welches besonders stabil und kostengünstig ist. Alternativ hierzu ist wenigstens eines der Deckelventile ein Topfventil, da dieses besonders leicht Innen zu kühlen ist.

[46] Um definierbare Strömungsverhältnisse zu erzeugen, die ggf. sogar noch als Strahlungsschutz dienen können, wobei diese Schusskanäle aus energetischen Gründen so kurz wie möglich sein sollten, können zu den Deckelventilen öffnen- und schließbare stationäre Schusskanäle führen. Vorzugsweise erfolgt das Öffnen und Schließen dieser Schusskanäle durch das jeweilige Deckelventil.

[47] Es ist besonders vorteilhaft, wenn von jedem der Deckelventile ausgehend ein Arbeitszylinderkanal in jeweils einen der Arbeitszylinder mündet. Hierdurch werden definierbare Strömungsverhältnisse geschafften, die ggf. sogar noch als Strahlungsschutz dienen können, wobei diese Arbeitszylinderkanäle aus energetischen Gründen so kurz wie möglich sein sollten.

[48] Es versteht sich, dass die Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen beschriebenen Lösungen gegebenenfalls auch kombiniert werden können, um die Vorteile entsprechend kumuliert umsetzen zu können.

[49] Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert, die insbesondere auch in anliegender Zeichnung dargesteht sind. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 einen Axialkolbenmotor von seiner Brennkammerseite bzw. von seiner den

Arbeitskolben abgewandte Seite der Arbeitszylinder;

Figur 2 den Axialkolbenmotor nach Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie II-II nach Fig. 1 ;

Figur 3 eine Vergrößerung des die Brennkammer darstellenden Teils der Fig. 2;

Figur 4 die Brennkammer nach Fign. 2 und 3 in perspektivischer Ansicht;

Figur 5 die Zuleitung von unter Verdichterdruck stehender Luft zu der Brennkammer nach Fign. 2 und 3;

Figur 6 eine zu dem Ausführungsbeispiel nach Fign. 1 bis 5 alternative Anordnung aus

Zylinderkopf und Brennkammer in ähnlicher Darstellung wie Fig. 3; Figur 7 einen schematischen Schnitt entlang der Linie VII- VII in Fig. 8 durch eine zu dem Ausführungsbeispielen nach Fign. 1 bis 6 alternative Anordnung aus Zylinderkopf und Brennkammer;

Figur 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII- VIII in Fig. 7 durch die Anordnung nach

Fig. 7;

Figur 9 eine Vergrößerung der Fig. 7;

Figur 10 eine perspektivische Darstellung der Anordnung nach Fign. 7 bis 9;

Figur 11 eine perspektivisch Darstellung der Anordnung nach Fign. 7 bis 10 einschließ lich einer Ventilansteuerung;

Figur 12 einen Schnitt entlang der Linie XII-XII aus Fig. 13 durch einen alternativen

Zylinderkopf in ähnlicher Darstellung wie Fign. 7 und 9;

Figur 13 eine Aufsicht auf die Anordnung nach Fig. 12;

Figur 14 eine perspektivische Ansicht eines weiteren alternativen Zylinderkopfs mit

V entilansteuerung;

Figur 15 die Anordnung nach Fig. 14 im Schnitt entlang der Linie XV -XV in Fig. 16; Figur 16 eine Aufsicht auf die Anordnung nach Fign. 14 und 15;

Figur 17 einen Schnitt durch das geschlossene Topfventil der Anordnung nach Fign. 14 bis 16 entlang der Linie XVII-XVII in Fig. 16;

Figur 18 einen Schnitt durch das geöffnete Topfventil der Anordnung nach Fign. 14 bis

17 entlang der Linie XVIII-XVIII in Fig. 16;

Figur 19 einen der Fig. 17 entsprechenden Schnitt durch ein zu der Anordnung nach

Fign. 17 und 18 alternatives geschlossenes Deckelventil in ähnlicher Dar stellung wie Fig. 17;

Figur 20 einen der Fig. 18 entsprechenden Schnitt durch das geöffnete Deckelventil nach

Fig. 19;

Figur 21 einen den Fign. 18 und 20 entsprechenden Schnitt durch ein zu den Anordnun gen nach Fign. 17 bis 20 alternatives offenes Deckelventil in ähnlicher Dar stellung wie Fign. 18 und 20; und

Figur 22 einen den Fign. 18 und 20 entsprechenden Schnitt durch das geschlossene

Deckelventil nach Fig. 21.

[50] Die in den Figuren dargestellten Axialkolbenmotor 10 weisen jeweils eine kontinuierlich arbeitende Brennkammer 20 sowie sechs Arbeitszylinder 30 und sechs Verdichterzy linder 40 und eine Abtriebswehe 50 auf. Es versteht sich, dass in abweichenden Ausführungsformen ohne Weiteres auch andere Zahlen von Arbeitszylinder 30 und Verdichterzy linder 40 vorgesehen sein können. Hierbei sind die Arbeitszylinder 30 jeweils von einem Zylinderträger 36 gehalten, welcher seinerseits mit einem Zylinderkopf 37 verbunden ist, der dann auch die Brennkammer 20 trägt. [51] Hierbei sind die Brennkammer 20 und die Abtriebswelle 50 koaxial zueinander auf einer Zentralachse 11 angeordnet, welche eine Hauptsymmetrieachse des jeweiligen Axial kolbenmotors 10 darstellt.

[52] Die Arbeitszylinder 30 und die Verdichterzylinder 40 sind ebenfalls um die

Zentralachse 11 herum jeweils rotationssymmetrisch zueinander angeordnet. [53] In den Arbeitszylindern 30 laufen Arbeitskolben 31 und in den Verdichter zylindern 40 laufen Verdichterkolben 41 hin und her.

[54] Jeweils ein Arbeitskolben 31 und ein Verdichterkolben 41 sind über ein Pleuel 59 miteinander verbunden, sodass hierdurch unmittelbar Energie von dem jeweiligen Arbeitskolben 31 auf den jeweiligen Verdichterkolben 41 übertragen werden kann. Es versteht sich, dass in abweichenden Ausführungsbeispielen eine derartige unmittelbare Verbindung zwischen dem Arbeitskolben 31 und dem Verdichterkolben 41 nicht zwingend vorgesehen sein muss, da es letztlich keine Rolle spielt, auf welche Weise verdichtete Luft der Brennkammer 20 zur Verfügung gestellt werden kann. Andererseits ist die vorliegende Anordnung baulich kompakt und energetisch vorteilhaft. [55] Die Abtriebswelle 50 trägt eine Schwungscheibe 53 mit einer Kurvenbahn 54, welche von Laufrollen 58 umfasst ist, die jeweils an dem Pleuel 59 angeordnet sind. Auf diese Weise kann die hin- und her Bewegung der Pleuel 59 mit der Drehbewegung der Abtriebswelle 50 gekoppelt werden. Auch hier ist alternativer Abtrieb, beispielsweise über eine Taumel scheibe, denkbar. [56] Die Axialkolbenmotoren 10 weisen darüber hinaus Wärmetauscher 70 auf, durch welche einerseits eine Zuleitung 71 von einem verdichterseitigen Sammelraum 74, der bei diesem Ausführungsbeispiel als Sammelrohr ausgebildet ist, zu der Brennkammer 20 und andererseits Abgas 75 aus einem arbeitskolbenseitigen Sammelrohr 73, welches über Ableitungen 72 mit den Arbeitszylindern 30 verbunden ist, führt. Auf diese Weise kann das Abgas 75 aus den Arbeitszylindern 30 zur Erhitzung der verdichteten Luft aus den Verdichter zylindern 40 genutzt werden.

[57] Hierbei ist der verdichterseitige Sammelraum 74 über hier nicht näher erläuterte

Ventile mit den Verdichter Zylindern 40 verbunden. [58] Es versteht sich, dass in abweichenden Ausführungsformen auch mehrere derartiger Zuleitungen 71 bzw. derartiger Wärmetauscher 70 oder lediglich eine derartige Zuleitung 71 bzw. lediglich ein derartiger Wärmetauscher 70 vorgesehen sein können, wobei hierdurch insbesondere etwaige Verluste über das arbeitskolbenseitige Sammelraum 73 in an sich bekannter Weise minimiert werden können. Derartige abweichende Anordnungen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt.

[59] In den Ableitungen 72 sind Auslassventile 32 angeordnet, die an sich in bekannter Weise als Tellerventile ausgebildet sind. Bei dem in Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungs beispielen erfolgt die Ansteuerung der Auslassventile 32 hydraulisch sowie über geeignete und schließend wirkende Druckfeder, wobei in abweichenden Ausführungsformen ohne Weiteres auch eine mechanische oder pneumatische Ansteuerung vorgesehen sein kann. Dieses ist beispielsweise bei den in Figuren 7 bis 22 dargestellten Ausführungsbeispielen mechanisch der Fall, deren Ansteuerung nachfolgend noch im Detail erläutert werden wird.

[60] Darüber hinaus sind zwischen der Brennkammer 20 und den Arbeitszylindern 30 stationäre Schusskanäle 21 vorgesehen, die über Deckelventile 60 offen- und schließbar sind, sodass heißes Arbeitsgas aus der Brennkammer 20 gezielt den Arbeitszylindern 30 zugeführt werden und dort seine Arbeit verrichten kann. Das Arbeitsgas wird dann über die Auslassventile 32 von den Arbeitskolben 31 ausgestoßen und gelangt durch die Ableitungen 72 in den Wärmetauscher 70, wo es einen Großteil seiner thermischen Energie an verdichtete Luft aus den Verdichterzy linder 40 bzw. aus den verdichterseitigen Sammelraum 74 abgibt und diese erwärmt.

[61] Die verdichtete Luft wird der Brennkammer 20 zugeführt, wobei hier in an sich bekannter Weise nach dem oder den Wärmetauschern 70 noch eine weitere Erwärmung über einen Brennkammerträger 28, der durch diese Luft an sich gekühlt werden soll, erfolgen kann.

[62] Wie beispielsweise aus der Figur 1 ersichtlich, weist der Axialkolbenmotor 10 nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 5 eine entsprechende Zuluft 76 auf, über welche dann die in dem Wärmetauscher 70 erwärmte und durch den Verdichterzylinder 40 verdichtete Luft der Brennkammer 20 zugeführt wird.

[63] Die Zufuhr der verdichteten Luft erfolgt, je nach konkreter Ausführungsform, an unterschiedlichen Stellen, wobei hierdurch bestimmt werden kann, wann der aufgegebene Kraftstoff mit der Luft in Kontakt kommt.

[64] An sich ist es denkbar, dass in der Brennkammer 20 in jeder geeigneten Form verdichtete Luft mit Kraftstoff in Kontakt kommt, wobei es für eine kontinuierliche Verbrennung lediglich eines einmaligen Zündens bedarf, solang dann ausreichend kontinuierlich verdichtete Luft und Kraftstoff nachgeführt werden. [65] Bevorzugt und in den hier dargestellten Ausführungsformen auch umgesetzt, erfolgt die Verbrennung so, dass zumindest ein Großteil, wenn möglich aller, Kraftstoff thermisch aufbereitet wird, bevor er mit der verdichteten Luft in Kontakt kommt und erst dann verbrennen kann. Dieses ermöglicht eine besonders vollständige und dementsprechend schadstoffarme Verbrennung. [66] Hierbei kann das Aufbereiten des Kraftstoffs beispielsweise durch eine

Aufbereitungsdüse 18A erfolgen, in welcher ein kleiner Teil des Kraftstoffs mit einem entsprechenden Teil verdichteter Luft in Kontakt gebracht und verbrannt wird, um die hierdurch freigesetzte Energie dann zur Aufbereitung des restlichen Kraftstoffs zu nutzen, wie dieses anhand des in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert ist. Auch kann, wie anhand der in Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert, die entsprechende Energie durch eine Heißgas- und/oder Flammenrückführung 18B erfolgen, durch welche Heißgas und/oder ein Teil der Flamme aus der Brennkammer 20 mit dem Kraftstoff in Kontakt gebracht wird, um diesen aufzubereiten, bevor dieser mit Luft in Kontakt gebracht wird, um dann zu verbrennen. [67] Bei den in Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen wird die

Brennkammer 20 einerseits über einen Arbeits- oder Hauptbrenner 15 gespeist, der eine Arbeits- oder Hauptdüse 17 für Kraftstoff aufweist und über einen nicht separat bezifferten Zulufttrichter, der in ein Mischrohr 124 mündet, mit verdichteter Luft gespeist wird, sodass die eigentliche Verbrennung in der Brennkammer 20 stattfindet. Bevor der Kraftstoff aus der Hauptdüse 17 mit der verdichten Luft in dem Mischrohr 124 in Kontakt kommt, wird er über die Heißgas- und/oder Flammenrückführung 18B thermisch zerlegt. [68] Die Brennkammer 20 wird bei dem in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispielen einerseits ebenfalls über einen Arbeits- oder Hauptbrenner 15 gespeist, der eine Arbeits- oder Hauptdüse 17 für Kraftstoff aufweist und über seitliche, nicht separat bezifferte schräge Zuführöffnungen mit erhitzter verdichteter Luft gespeist wird, sodass die eigentliche Verbrennung in der Brennkammer 20 stattfindet. Bevor der Kraftstoff aus der Hauptdüse 17 mit der verdichteten Luft in Kontakt kommt, wird bei diesem Ausführungsbeispiel über einen Aufbereitungs- bzw. Vorbrenner 16 der seinerseits eine Vordüse 18 mit einer separaten Luftversorgung (nicht separat beziffert) aufweist, thermisch zerlegt.

[69] Der Kraftstoff wird hierbei jeweils über Kraftstoffzufuhren 19 aufgegeben. Entsprechend der beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen können dieses eine oder zwei Kraftstoffzufuhren 19 sein, wobei es sich versteht, dass ggf. auch die beiden Kraftstoffzufuhren 19 zu einer gemeinsamen Kraftstoffzuleitung zusammenführt sein können, bzw. aus einer gemeinsamen Kraftstoffzuleitung gespeist werden.

[70] Einen beweglichen Brennkammerausgang 24 bzw. einen beweglichen Schusskanal 81 lässt sich beispielsweise durch eine entsprechend bewegliche Brennkammer 20 oder aber durch einen entsprechenden Körper, in welchem der Schusskanal 81 angeordnet ist, realisieren. Eine derartige bewegliche Brennkammer ist in den Ausführungsbeispielen nach Figuren 1 bis 6 und ein derartiger, sich in einem Körper befindlicher Schusskanal 81 in dem Ausführungs beispiel nach Figur 7 umgesetzt. [71] Durch diese Anordnungen kann die Gefahr einer unvollständigen Verbrennung und insbesondere die Gefahr der Bildung von Schadstoffen auf ein Minimum reduziert werden, wobei eine derartige zweistufige Verbrennung in verschiedenen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bereits bekannt ist. Es versteht sich, dass in abweichenden Ausführungsformen der vorliegende und in den Figuren dargestellte Axialkolbenmotor 10 mit alternativen Brenneranordnungen versehen werden kann, ohne dass hierdurch die Grundfunktionalität und insbesondere die vorliegend erörterten übrigen Vorteile in Frage gesteht werden.

[72] Es versteht sich, dass die beiden Arten der Kraftstoffaufbereitung aber auch andere

Arten von Brennkammern sowohl als bewegliche bzw. rotierende Brennkammer 20 als auch als stationäre Brennkammer 20, und mithin bei allen Ausführungsformen, zur Anwendung kommen können. [73] Die bewegliche Brennkammer 20, wie sie exemplarisch in Figuren 1 bis 6 dargesteht ist, umfasst eine Kraftstoffzufuhr 19, welcher der Bewegung der beweglichen Brennkammer 20 folgen kann, insbesondere umfasst die Kraftstoffzufuhr 19 eine Drehdurchführung 19A. [74] Die Seitenwand 25 und ein Brennkammerboden 23 bilden eine nicht separat bezifferte Brennkammerwandung, wobei hier ggf. auch ein Brennkammerdeckel, in welchem der Hauptbrenner 15 und ggf. auch die schrägen Zuführöffnungen mit erhitzter verdichteter Luft und/oder die Heißgas- und/oder Flammenrückführung 18B angeordnet sind, hinzuzuzählen ist. [75] Ergänzend sei noch darauf hingewiesen, dass radial außerhalb der Seitenwand 25 der Brennkammer 20 noch eine Brennkammerisolation 26 vorgesehen ist, die bei diesen Ausführungsbeispielen durch einen oder mehrere keramische Ringe und bei den in Figuren 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel noch durch eine abstandhaltende Spirale dargesteht ist. [76] Bei dem in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die verdichtete Luft an der Seitenwand 25 durch den Abstand, welchen die Spirale bereitstellt, über die schrägen Zuführöffnungen im Brennkammerdeckel bzw. über Lüftungslöcher der Vordüse 18 dem Brenner zugeführt, wodurch einerseits eine Kühlung der Seitenwand 25 und andererseits eine weitere Vortemperierung der Luft erzielt werden kann. [77] Der Brennkammerträger 28 und insbesondere auch der Brennkammerboden 23 sind über eine Wasserkühlung 69 an Wasser gekühlt. Dieses gilt auch für einen Ventilträger 68, welche die auch als Thermoventile bezeichneten Deckelventile 60 trägt. Bei der rotierenden Brennkammer 20, wie sin in Figuren 1 bis 6 exemplarisch dargesteht ist, erfolgt die Wasserkühlung des Brennkammerträgers 28 indirekt, wobei insbesondere bei dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel die Wasserkühlung 69 bis über die Brennkammer 20 hinaus reicht.

[78] Die Deckel ventile 60 weisen jeweils einen Ventilschaft 61 und einen Ventildeckel 63 auf, der in geschlossenem Zustand in einen Ventilsitz 62 sitzt.

[79] Über eine sich an dem Ventilträger 68 abstützende Ventilfeder 64 und eine Abstützung 65, gegen welche die Ventilfeder 64 drückt, wird bei den in Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen der Ventildeckel 63 gegen Ventilsitz 62 gezogen, wobei das Deckelventil 60 als bei diesen Ausführungsbeispielen hängendes Tellerventil 60A ausgebildet ist. Zum Öffnen des Tellerventils 60A muss bei diesen Ausführungsbeispielen auf den Ventilschaft 61 eine in Richtung des Ventildeckels 63 wirkende Kraft aufgebracht werden, wobei das Tellerventil 60A jeweils in eine Ventilführung 66 für die zugehörige Bewegung geführt ist, die in dem Ventilträger 68 angeordnet ist.

[80] Zur Ansteuerung und zum Aufbringen dieser Kraft weisen die in den Figuren 1 bis

6 dargestellten Ausführungsbeispiele eine Steuerwelle 55 auf, welche auf der Abtriebswelle 50 sitzt, sodass erstere mittels Drehbewegung der Abtriebswelle 50 synchronisiert ist. [81] Bei den in Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen trägt die

Steuerwelle 55 eine Nockenscheibe 52, durch welche Schmiermittel auch zu den Tellerventilen 60A gelangen kann, indem diese nicht dargestellte, aber an sich hinlänglich bekannte Öffnungen aufweist. Statt der Nockenscheibe 52 kann beispielsweise ein Nockenarm zur Anwendung kommen, wodurch eine Benetzung mit Öl erleichtert werden kann. Um letzteres zu fördern, können in der Nockenscheibe 52 auch Durchbrechungen vorgesehen sein.

[82] Wie unmittelbar ersichtlich, sitzen bei den in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Axialkolbenmotoren 10 die Tellerventile 60 A in dem Ventilsitz 62, der seinerseits dem Brennkammerboden 23 bzw. zwischen der Brennkammer 20 und den Arbeitszylindern 30 angeordnet ist, und gewährleisten, dass die Schusskanäle 21 offen- und schließbar sind. Es versteht sich, dass in abweichenden Ausführungsformen die Tellerventile 60A auch in der Seitenwand 25 der Brennkammer angeordnet sein können, was ggf. jedoch weniger kompakt baut oder aber hinsichtlich der Ansteuerung der Tellerventile 60 A komplexere Anforderungen stellt.

[83] Das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 5 umfasst eine stationäre Zünd- einrichtung 120 in Form einer Zündkerze, hinter welcher unmittelbar ein

Zündenergieübernahmering 122 angeordnet ist. Ausgehend von diesem findet ein bewegter Zündenergietransport 121 zu ein Kraftstoffeingang 123 in die Brennkammer 20 statt. Dort kann die Zündenergie genutzt werden, um die kontinuierliche Verbrennung zu zünden. Flierbei ist der Abstand zwischen der Zündkerze und dem Zündenergieübernahmering 122 sehr klein gewählt, so dass hier nur ein geringer Energieverlust auftritt und der wesentliche Zündfunke dann an dem dem Kraftstoffeingang 123 zugewandten Ende des bewegten Zündenergietransports 121 bereitgestellt wird. Ggf. kann, trotz kontinuierlicher Verbrennung regelmäßig ein Zündfunke erzeugt werden, um etwaige Ablagerungen oder Korrosion im Bereich des Kraftstoffeingangs 123 zu minimieren. Bei der Verwendung einer Aufbereitungsdüse 16 wäre deren Kraftstoffeingang entsprechend vorteilhaftes Ziel des Zündenergietransports . [84] Alternativ weist das in Figur 6 dargestellte Ausführungsbeispiel eine als Düse ausgebildete stationäre Zündeinrichtung 120 auf, wobei der vorstehend bereits erläuterte Trichter und das Mischrohr 124 als bewegter Zündenergietransport 121 dienen.

[85] Die Arbeitsflamme wird bei den in Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungs beispielen durch die stationäre Zündeinrichtung 120 gezündet, wobei die Zündenergie mittels des mit der bewegten Brennkammer mitbewegten Zündenergietransports 121 von der stationären Zündeinrichtung 120 zu dem eingespeisten Kraftstoff geführt wird.

[86] Die bewegte Brennkammer 20 der in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausfüh rungsbeispiele ist in einem Druckraum 82 angeordnet, welcher durch eine Druckraumdichtung 84 in einen Ventildruckraum 85 und einen Oberraum 86 geteilt ist. Auf diese Weise kann insbesondere einem durch längere Wege der Luft bedingten und die Brennkammer 20 umgehenden Druckgefälle entgegengewirkt werden.

[87] Der Brennkammerträger 28 des in Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiels trägt zu dem Druckraum 82 bzw. zu dem Oberraum 86 hin Kühlrippen 29. Diese sind zum Teil geneigt, um auf diese Weise eine möglichst gute Luftverwirbelung zu gewährleisten. Der Druckraum 82 dieses Ausführungsbeispiels weist darüber hinaus zur Brennkammer 20 hinweisende, Luft verwirbelnde Strukturen 88 auf. Dieses dient insbesondere der Kühlung und der thermischen Isolation der Brennkammer 20.

[88] Bei dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel wird insbesondere auf die vorstehend erläuterte Wasserkühlung 69 gesetzt. Insofern ist hier auf Kühlrippen und ähnliche Strukturen verzichtet und ein möglichst geringer Abstand zwischen dem Brennkammerträger 28 und der äußeren Wandung des Druckraums 82 gesetzt, die ihrerseits entsprechend wassergekühlt ist, um so möglichst viel Strahlungsenergie entsprechend übertragen zu können.

[89] Der bewegliche Schusskanal 81 weist bei allen Ausführungsbeispielen eine zu der Brennkammer 20 bzw. zu dem Brennkammerausgang 24 gerichtete brennkammerseitige Schusskanalöffnung 81 A und eine zu den Deckelventilen 60 gerichtete ventilseitige Schusskanalöffnung 81B auf.

[90] Sowohl das Mischrohr 124 als auch der bewegliche Brennkammerausgang 24 bzw. die brennkammerseitige Schusskanalöffnung 81 A der in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiele sind jeweils in einem Winkel zu der Zentralachse 11 angeordnet. Der Winkel 125 zwischen dem Mischrohrs 124 und der Zentralachse 11 ist kleiner als der Winkel 126 zwischen dem beweglichen Brennkammerausgangs 24 bzw. der brennkammerseitigen Schusskanalöffnung 81 A und der Zentralachse 11. Das Mischrohr 124 ist bei diesen Aus führungsbeispielen exemplarisch auf ein Gebiet 127 neben dem beweglichen Brenn- kammerausgang 24 bzw. der brennkammerseitigen Schusskanalöffnung 81 A gerichtet. Das Gebiet 127 ist radial zwischen der Zentralachse 11 einerseits und dem beweglichen Brennkammerausgang 24 bzw. der brennkammerseitigen Schusskanalöffnung 81 A andererseits angeordnet. Dieses fördert eine entsprechende Zirkulation in der sich bewegenden Brennkammer 20, so dass hierdurch die Strömung zu den Arbeitszylindern 30, aber auch, wenn entsprechendes bei einer konkreten Umsetzung vorgesehen ist, zu der Heißgas- und/oder Flammenrückführung 18B.

[91] Des Weiteren ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Figuren 1 bis 5 auch auf dem Brennkammerträger 28 kraftstoffzufuhrseitig als Ventiltrieb 90 eine Nockenscheibe 99 angeordnet. Statt der Nockenscheibe 99 kann beispielsweise auch hier ein Nockenarm zur Anwendung kommen, wodurch eine Benetzung mit Öl erleichtert werden kann. Um letzteres zu fördern, können in der Nockenscheibe 99 auch Durchbrechungen vorgesehen sein. Bei dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an dieser Stelle ein hydraulischer Ventiltrieb 90 vorgesehen, der n sich jedoch hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt ist.

[92] Hinter den als Thermoventile dienenden Deckelventilen 60 sind bei den in Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen Arbeitszylinderkanäle 22 angeordnet, durch welche das Arbeitsgas von den jeweiligen Deckelventilen 60 ausgehend in die zugehörigen Arbeits zylinder 30 gelangen kann. In den Arbeitszylinderkanälen 22 sind darüber hinaus bei den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen Hitzeschilder 27 angeordnet, die bei diesen Ausführungsbeispielen als keramische Röhrchen ausgebildet sind und der Minimierung thermischer Verluste sowie der Entlastung der sie umgebenden Baugruppen dienen. Es versteht sich, dass in alternativen Ausführungsformen hier auch andere Materialien sowie andere Arten von Hitzeschildern zur Anwendung kommen können. Ggf. kann auf derartige Hitzeschilder auch verzichtet werden, wie anhand der in Figuren 7 bis 22 exemplarisch dargestellt

[93] Auch die Seitenwand 25 der jeweiligen Brennkammern 20 ist bei allen

Ausführungsbeispielen als keramische Röhre ausgebildet, um auf diese Weise entsprechend als Brennkammerisolation 26 zu dienen. Hierbei kann die Brennkammer 20 auch einen Brennkammerboden 23 aufweisen, der entsprechend keramisch ausgebildet ist, um als Brennkammerisolation 26 zu dienen. Um thermische Belastungen zu minimieren, können auch mehrere keramische Teilröhren zu einer Röhre zusammengesetzt werden, wie dieses beispielhaft in Figur 6 dargestellt. [94] Anders als bei den in Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen sitzen bei den in den Figuren 7 bis 22 dargestellten Ausführungsbeispielen hingegen die Deckelventile 60 in einer Zylinderwandung 33 der Arbeitszylinder 30, ähnlich der Auslassventile 32, an einer den Arbeitskolben 31 abgewandten Seite 34 der Arbeitszylinder. Dementsprechend sind die Deckelventile 60 stehend ausgebildet, um einen möglichen Totraum in den stationären Schusskanälen auf ein Minimum zu begrenzen. Hierbei bildet der Zylinderkopf 37 einerseits die Ventilsitze 62 der Deckel ventile 60 und dient auch als Ventilträger 68 für die Deckel ventile 60.

[95] Um die thermische Belastung der Deckelventile 60 der in den Figuren 7 bis 22 dargestellten Ausführungsbeispiele zu reduzieren, ist der Brennkammerboden 23 dieser Ausführungsbeispiele an einem Drehkörper 80 vorgesehen, der einen beweglichen, insbesondere einen rotierenden, Schusskanal 81 trägt und in einem Druckraum 82 angeordnet ist, welcher einerseits in die Brennkammer 20 übergeht und andererseits über eine Außendichtung 83 abgedichtet ist, die bei verhältnismäßig kleinem Durchmesser und einem verhältnismäßig kaltem Bereich diesen gegen Atmosphärendruck abdichtet. Eine derartige Außendichtung 83 ist auch bei den in Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen zur Abdichtung der Brennkammer 20, Druckraum 82 bzw. dem Ventildruckraum 85 vorgesehen.

[96] Auf eine Abdichtung zwischen Druckraum 82 und Brennammer 20 kann bei den Ausführungsbeispielen nach Figuren 7 bis 22 wegen des langen Wegs um den Drehkörper 80 verzichtet werden, was insbesondere bei den vorliegenden hohen Temperaturen einem verhältnismäßig unkomplizierten Aufbau ermöglicht. Andererseits kann auch dort eine Dichtung vorgesehen sein, beispielsweise eine der Druckraumdichtung 84 der Ausführungs beispiele nach Figuren 1 bis 6 entsprechende Dichtung, wobei es sich versteht, dass ggf. auch bei letzteren Ausführungsbeispielen auf die Druckraumdichtung 84 verzichtet werden kann, wenn die Wege um den Brennkammerträger 28 bis zu dem Oberraum 86 lang genug sind, insbesondere bei dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel.

[97] Die Ausführungsbeispiele der Figuren 7 bis 13 weisen darüber hinaus noch ein Flitzeschild 87 für den rotierenden Schusskanal 81 auf, um den Drehkörper 80 möglichst thermisch zu entlasten. Auf ein derartiges Flitzeschild wird bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 14 verzichtet, wobei es sich versteht, dass ggf. auch dort ein Flitzeschild vorgesehen sein kann bzw. auch bei den in Figuren 7 bis 13 dargestellten Ausführungsbeispielen ggf. auch auf den Flitzeschild 87 verzichtet werden kann. [98] Zur Kompensation des Schusskanals 81 und ggf. seines Flitzeschildes 87 weist der

Drehkörper 80 der Ausführungsbeispiele der Figuren 7 bis 22 noch eine Wuchtausnehmung 89 auf. Auch die Ausführungsbeispiele der Figuren 1 bis 6 weisen eine Wuchtausnehmung 89 auf, um etwaige Unwuchten ausgleichen zu können. Ggf. können auch mehrere Wuchtausnehmungen 89 vorgesehen sein, wobei diese ggf. auch für den jeweiligen Finzel fall individuell ausgestaltet sein können.

[99] Entsprechend der Öffnungszeiten der Deckelventile 60 können der bewegliche bzw. rotierende Schusskanal 81 oder auch der Brennkammerausgang 24 der beweglichen bzw. rotierenden Brennkammer 20 derart dimensioniert sein, dass die Deckelventile 60 jeweils lediglich während ungefähr 12 % der Betriebszeit mit Fleißgas aus der Brennkammer 20 direkt belastet werden. Die restlichen ungefähr 88 % ist der Schusskanal 81 jeweils von den Deckelventilen 60 weggerichtet.

[100] Es versteht sich, dass bei einem größer dimensionierten Axialkolbenmotor 10, bei denen jeweils zwei Arbeitszylinder 30 gleichzeitig mit Fleißgas beaufschlagt werden, beispielsweise zwei einander gegenüberliegende Arbeitszylinder 30, hier andere Zeitspannen sinnvoll erscheinen können, wobei durch den beweglichen Schusskanal 81 oder Brennkammerausgang 24 bzw. durch zwei oder mehr derartiger Schusskanäle 81 oder Brennkammerausgänge 24 nach wie vor eine entsprechende thermische Entlastung realisiert werden kann.

[101] Wie unmittelbar ersichtlich, weisen die rotierenden Schusskanäle 81 der Ausfüh- rungsbeispiele nach Figuren 7 bis 22 nicht unmittelbar von der Flamme in der Brennkammer 20 zu den jeweiligen Deckelventilen 60, sodass letztere die Flamme durch den Schusskanal 81 nicht sehen können. Dieses trägt zu einer weiteren thermischen Entlastung bei. Dieses ist bei den Ausführungsbeispielen nach Figuren 1 bis 6 nicht der Fall, da hier die Kühlung der Deckelventile 60 ausreichend erscheint. Andererseits ist es denkbar, auch bei diesen Ausführungsbeispielen den Schusskanal 81 bzw. den Brennkammerausgang 24 anders auszurichten, um hier eine weitere thermische Entlastung ggf. vorzusehen. Ebenso ist es denkbar, bei den in Figuren 7 bis 22 erläuterten Ausführungsbeispielen auf eine Abschattung der Deckelventile 60 in Bezug auf die Flamme in der Brennkammer 20 zu verzichten, um den Strömungsweg zu erleichtern oder auch zu verkürzen.

[102] Für eine weitere thermische Entlastung der Deckelventile 60 sorgt die Wasserkühlung 69 des Ventilsitzes 62 bzw. des Zylinderkopfes 37.

[103] Um die als Tellerventile 60A oder Topfventile 60B ausgebildeten Deckelventile 60 der in Figuren 7 bis 20 dargestellten Ausführungsbeispiele zu schließen, stützen sich Ventilfedern 64 dieser Ausführungsbeispiele an Anformungen der Ventilschäfte 61 dieser Deckelventile 60 einerseits und an Niederhaltern 118 (exemplarisch in Figuren 17, 19 und 20 dargestellt) ab. Da bei vorliegendem Axialkolbenmotor 10 wegen der kontinuierlichen Ver brennung hohe Druckspitzen fehlen, erscheint es ausreichend, die Deckelventile 60 dieser Ausführungsbeispiele nur durch Federkraft zu schließen, wobei letztere, da diese nicht in die Energiebilanz eingeht, durchaus verhältnismäßig hoch gewählt werden kann. Es versteht sich, dass hier auch alternative Umsetzungen möglich sind. [104] Bei der in Figuren 21 und 22 hingegen dargestellten Alternative wird das als

Tellerventil 60A ausgebildete Deckelventil 60 über die Ventilfeder 64 geöffnet, was ähnlich der Ausführungsbeispiele in Figuren 1 bis 6 umgesetzt ist, da das Tellerventil 60A der Figuren 21 und 20 stehend ausgebildet ist.

[105] Dementsprechend wird das in Figuren 21 und 22 dargestellte Tellerventil 60A über einen Nocken 96 geschlossen, wobei, um den hierbei auftretenden Belastungen entgegenwirken zu können, zwischen dem Ventilschaft 61 dieser Tellerventile 60A und dem Nocken 96 eine Faufkugel 115 vorgesehen ist, die von einem Kugelträger 116 gehalten ist, der sich wiederrum über eine Spielausgleichsfeder 117 an dem Ventilschaft 61 abstützt. Eine ähnliche Ausge staltung findet sich auch bei den in Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen (dort jedoch nicht explizit beziffert), wobei dort eine Spielausgleichsfeder 117 nicht notwendig erscheint. [106] Bei den in Figuren 15 bis 20 dargestellten Ausführungsbeispielen hingegen werden die Deckelventile 60 jeweils über einen Kipphebel 111, der mittels eines Hebelträgers 112 an dem Ventilträger 68 kippbar befestigt ist und an welchem der Nocken 96 angreifen kann, ge öffnet. Hier erscheint eine Laufkugel 115 zur Reibungsverminderung nicht notwendig, kann je- doch ggf. ebenfalls vorgesehen sein. Allerdings ist an den Kipphebeln 111 noch eine Kalibier schraube 114 vorgesehen, um eine ausreichende Öffnung und ein sicheres Schließen der in den Figuren 14 bis 20 dargestellten Deckelventile 60 unter Berücksichtigung der unvermeidbaren Toleranzen gewährleisten zu können.

[107] Bei den in Figuren 14 bis 22 dargestellten Ausführungsbeispielen umfasst ein die Deckel Ventilen 60 antreibender Ventiltrieb 90 eine Königswehe 93, die an sich nicht im Detail dargesteht ist, aber an sich über weitere Wehen und Zahnräder ohne Weiteres von der Abtriebs- welle 50 angetrieben und mit dieser synchronisiert werden kann. Diese Königswehe 93 treibt über Kegelräder 95 Nockenwellen 94 an, wozu ein Kegelrad 95 auf eine der angetriebenen Nockenwellen 94 angeordnet ist, welches mit einem Kegelrad 95, welches auf der Königswehe 93 sitzt, kämmt.

[108] Die von der Königswehe 93 angetriebenen Nocken 94 sind über einen Synchroring 97, welcher um die Brennkammer 20 umläuft, synchronisiert, indem die jeweiligen Nocken wellen 94 jeweils Synchroritzel 98 tragen, die mit dem Synchroring 97 kämmen. Vorzugsweise weisen die Synchroritzel 98 und insbesondere auch der Synchroring 97 jeweils eine Zähnezahl auf, die ein ganzzahliges Vielfaches der Zahl der Arbeitszylinder 30 ist. So lassen sich die jeweiligen Nockenwellen 94 jeweils entsprechend ihrer Position in Bezug auf die anderen Nockenwellen leicht hinsichtlich ihres Zeitversatzes untereinander anpassen.

[109] Bei den in Figuren 7 bis 13 dargestellten Ausführungsbeispielen hingegen umfasst der Ventiltrieb 90 eine von der Steuerwehe 55 angetriebene Hebelanordnung 91, die einerseits sowohl die Auslassventile 32 und andererseits die Deckelventile 60 antreibt, die jeweils von Nockenfolgern 92 angetrieben werden, die ihrerseits von einer mit der Abtriebswehe 50 syn chronisierten Nockenscheiben 52 in ähnlicher Position wie die Nockenscheibe 52 des Ausfüh rungsbeispiels nach Figuren 1 bis 6 angetrieben werden.

[110] Im Übrigen sind die Ausführungsbeispiele nach Figuren 7 bis 13 weitgehend identisch, mit der Ausnahme, dass bei dem in Figuren 12 und 13 dargestellten Ausführungs beispiel noch ergänzende Brennkammerisolationen 26 vorgesehen sind. In Bezug auf die Brennkammerisolationen 26 kann jedoch ggf. hier auf einen konischen Körper, wie bei dem Brennkammerboden 23 der Ausführungsbeispiele nach Figuren 1 bis 6 zurückgegriffen werden.

[111] Die Arbeitszylinderkanäle 22 der in Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbei spiele bzw. die Schusskanäle 21 der in Figuren 7 bis 22 dargestellten Ausführungsbeispiele weisen jeweils einen Knick auf, durch welchen der Weg des jeweiligen Arbeitszylinder- oder Schusskanals 22, 21 von der Brennkammerwandung bzw. von dem Brennkammerboden 23 zu dem Arbeitszylinder 30 geprägt ist. Dieser Knick findet sich von der Brennkammer 20 ausgesehen bei denen in Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen hinter und bei den in den Figuren 6 bis 21 dargestellten Ausführungsbeispielen vor den Deckel Ventilen 60, sodass der jeweilige Ventilschaft 61 geradlinig ausgebildet sein kann.

[112] Es versteht sich, dass in abweichenden Ausführungsbeispielen der Knick auch schwächer ausgebildet werden kann, insbesondere wenn die Arbeitszylinder dichter an die Zentralachse 11 gesetzt werden. Je nach konkreter Umsetzung können auch Ventilschäfte 61 mit einem Neigungswinkel geneigt sein, sodass der Knick ebenfalls schwächer ausgebildet sein kann, wodurch etwaige Verminderungen der Strömung auf ein Minimum reduziert werden können.

[113] Bei den in Figuren 14 bis 18 dargestellten Ausführungsbeispielen kommen Topf ventile 60B als Deckelventile 60 zur Anwendung. Schon auf Grund ihres verhältnismäßig massehaltigen Ventilschafts 61, der in alternativen Ausführungsformen auch massiv ausgebildet werden kann, so dass die Topfventile 60B dann als Kolben ventile bezeichnet werden können, können derartige Topfventile 60B viel Wärme abführen, wodurch sie nicht in dem Maße thermisch belastet sind, wie beispielsweise Tellerventile 60A an dieser Stelle.

[114] Darüber hinaus bedingt der verhältnismäßig große Schaftdurchmesser der Topfventile 60B aber auch der Kolbenventile, dass die Schusskanäle 21 in dem Bereich der Topfventile 60B bzw. Kolbenventile wenig Restvolumen besitzen, sodass, insbesondere wenn der rotierende Schusskanal 81 nicht auf ein entsprechendes Topfventil 60B zeigt, verhältnismäßig wenig restliches Heißgas verbleibt, welches das Topfventil 60B noch erwärmen kann. Auch dieses führt zu einer weiteren thermischen Entlastung.

[115] Auch sind bei diesen Ausführungsbeispielen die Topfventile 60B in mit einem Hohlraum versehen, in welchem eine Ölkühlung 113 reicht, sodass diese Topfventile 60B sogar aktiv gekühlt sind. Je nach konkreter Umsetzung kann ggf. jedoch, wie bereits vorstehend er läutert, auf eine derartige Ölkühlung oder auf eine ähnliche Kühlung verzichtet werden.

[116] Derartige Topfventile 60B oder auch die vorstehend erläuterten Deckel ventile können insbesondere auch bei den in Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen zum Einsatz kommen, wobei dann die Ansteuerung über die Nockenscheibe 52 sowie die

Ventilfeder 64 entsprechend angepasst werden sollten.

[117] Bei vorliegenden Ausführungsbeispielen sind die Deckel ventile 60 mit konischen Ventilsitzen 62 versehen. Es hat sich herausgestellt, dass dieses nicht zwingend der Fall sein muss, sondern dass in abweichenden Ausführungsformen auch ein anders ausgestalteter Ventilsitz ausreichend sein kann, was dementsprechend dann ggf. weniger Aufwand hinsichtlich der Justierung bedingt.

Bezugszeichenliste :

10 Axialkolbenmotor 35 40 Verdichter Zylinder

11 Zentralachse 41 Verdichterkolben

15 Hauptbrenner

16 Aufbereitungsbrenner 50 Abtriebswelle

17 Hauptdüse 52 Nockenscheibe

18A Aufbereitungsdüse 40 53 Schwungscheibe

18B Heißgas- und/oder Flammenrück 54 Kurvenbahn

führung 55 Steuerwelle

19 Kraftstoffzufuhr 58 Laufrolle

19 A Drehdurchführung der Kraftstoff 59 Pleuel

zufuhr 19 45

60 Deckelventil

20 Brennkammer 60 A Tellerventil

21 stationärer Schusskanal 60B Topfventil

22 Arbeitszylinderkanal 61 Ventilschaft

23 Brennkammerboden 50 62 Ventilsitz

24 Brennkammerausgang 63 Ventildeckel

25 Seitenwand der Brennkammer 20 64 Ventilfeder

26 Brennkammerisolation 65 Abstützung

27 Hitzeschild des Arbeitszylinder 66 Ventilführung

kanals 22 55 68 Ventilträger

28 Brennkammerträger 69 Wasserkühlung

29 Kühlrippe

70 Wärmetauscher

30 Arbeitszylinder 71 Zuleitung

31 Arbeitskolben 60 72 Ableitung

32 Auslassventil 73 arbeitskolbenseitiger Sammelraum

33 Zylinderwandung 74 Verdichter seitiger Sammelraum

34 den Arbeitskolben 31 abgewandte 75 Abgas

Seite der Arbeitszylinder 30 76 Zuluft

36 Zylinderträger 65

37 Zylinderkopf 80 Drehkörper

81 beweglicher Schusskanal 81 A brennkammerseitige Schusskanal 116 Kugelträger

öffnung 117 Spielausgleichfeder

81B ventilseitige Schusskanalöffnung 118 Niederhalter

82 Druckraum 35

83 Außendichtung des Druckraums 82 120 stationäre Zündeinrichtung

84 Druckraumdichtung 121 bewegter Zündenergie transport

85 Ventildruckraum 122 Zündenergieübernahmering

86 Oberraum 123 Kraftstoffeingang

87 Hitzeschild des rotierenden Schuss 40 124 Mischrohr

kanals 81 125 Winkel zwischen Mischrohr 124

88 Luft verwirbelnde Struktur des und Zentralachse 11

Druckraums 82 126 Winkel zwischen Brennkammeraus-

89 Wuchtausnehmung gang 24 oder brennkammerseitiger

45 Schusskanalöffnung 81 A und Zen

90 Ventiltrieb tralachse 11

91 Hebelanordnung 127 Gebiet

92 Nockenfolger

93 Königswelle

94 von der Königswelle 93 angetriebe

ne Nockenwelle

95 Kegelrad

96 Nocken

97 Synchroring

98 Synchroritzel

99 Nockenscheibe

111 Kipphebel

112 Hebelträger

113 Ölkühlung

114 Kalibrier schraube

115 Laufkugel

Claims

Patentansprüche :

1. Axialkolbenmotor (10) mit innerer kontinuierlicher Verbrennung, umfassend eine kontinuierlich arbeitende Brennkammer (20), die über eine kontinuierliche, mit Kraft stoff und Verbrennungsluft gespeiste Arbeitsflamme einen Arbeitsgasstrom erzeugt, eine Anzahl von Arbeitszylindern (30) mit in diesen hin- und her laufenden Arbeits kolben (31), in denen das Arbeitsgas Arbeit verrichtet, und eine mit den Arbeitskolben wirkverbundene Abtriebswelle (50), wobei die Arbeitszylinder (30) um eine Zentralachse (11) herum angeordnet sind, wobei die Brennkammer (20) wenigstens einen Brennkammerausgang (24), durch welchen der Arbeitsgasstrom in wenigstens eine Schussrichtung die Brennkammer (20) verlässt, aufweist und wobei der Brennkammerausgang (24) in Schussrichtung gesehen über jeweils wenigstens ein offen- und schließbares Deckelventil (60) mit den Arbeitszylindern (30) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennkammerausgang (24) mit der Brennkammer (20) und/oder ein dem Brennkammerausgang (24) in Schussrichtung nachgeordneter Schusskanal (81) beweglich ausgebildet und wahlweise auf die Deckelventile (60) zu richten sind.

2. Axialkolbenmotor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beweg liche Brennkammer (20), der bewegliche Brennkammerausgang (24) und/oder der be wegliche Schusskanal (81), vorzugsweise um die Zentralachse (11) herum, rotieren.

3. Axialkolbenmotor (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beweg liche Brennkammer (20), der bewegliche Brennkammerausgang (24) und/oder der bewegliche Schusskanal (81) in einem Drehkörper (80) angeordnet sind, welcher vorzugsweise einen Brennkammerboden (23) trägt.

4. Axialkolbenmotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Brennkammer (20), der bewegliche Brennkammerausgang (24) und/oder der Drehkörper (80) in einem mit Brennkammerdruck oder mit Verdichterdruck beaufschlagten Druckraum (82) angeordnet sind.

5. Axialkolbenmotor (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck raum (82) durch zumindest eine Druckraumdichtung (84) in einen Ventildruckraum (85) und einen Oberraum (86) geteilt ist.

6. Axialkolbenmotor (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck raumdichtung (84) eine, vorzugsweise einen Kolbenring umfassende, Labyrinth dichtung umfasst.

7. Axialkolbenmotor (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (82) die bewegliche Brennkammer (20) umgibt und/oder in die Brennkammer (20) mündet, insbesondere dass der Oberraum (86) in die Brennkammer (20) mündet.

8. Axialkolbenmotor (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (82), insbesondere der Oberraum (86), die bewegliche Brenn kammer (20) mit verdichteter Luft speist.

9. Axialkolbenmotor (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft in dem Druckraum (82), insbesondere in dem Oberraum (86), die Brennkammer (20) kühlt, insbesondere dass die Brennkammer (20) zu dem Druckraum (82) bzw. zu dem Oberraum (86) hin Kühlrippen (29) trägt.

10. Axialkolbenmotor (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kühl rippen (29) mit einer Komponente senkrecht zur Bewegungsrichtung der Luft in Bezug auf die Brennkammer (20) an der Brennkammer (20) erstrecken und/oder dass der Druckraum (82) zur Brennkammer (20) hin weisende, Luft verwirbelnde Strukturen (88) aufweist.

11. Axialkolbenmotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Brennkammer eine Kraftstoffzufuhr (19) umfasst, welcher der Bewegung der beweglichen Brennkammer folgen kann, insbesondere dass die Kraftstoffzufuhr (19) eine Drehdurchführung (19A) umfasst.

12. Axialkolbenmotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelventil (60) die Arbeitsflamme durch den Brennkammerausgang (24) und/oder durch den beweglichen Schusskanal (81) nicht sieht.

13. Axialkolbenmotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelventil (60) die Arbeitsflamme durch den Brennkammerausgang (24) und/oder durch den beweglichen Schusskanal (81) sieht.

14. Axialkolbenmotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zu der beweglichen Brennkammer (20) ein mit der beweglichen Brennkammer (20) bewegter Zündenergietransport (121) von einer stationären Zündeinrichtung (120) zu einem Kraftstoffeingang (123) in die bewegliche Brennkammer (20) führt.

15. Axialkolbenmotor (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegte Zündenergietransport (121) einen elektrischen Leiter, der vorzugsweise einen Zündfunken leitet bzw. leiten kann, und/oder einen Flammkanal, der vorzugsweise eine von der stationären Zündeinrichtung (120) erzeugte Zündflamme leitet, umfasst.

16. Axialkolbenmotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (20) eine Kraftstoffaufbereitung (15) umfasst, mittels welcher der die Arbeitsflamme erzeugende Kraftstoff aufbereitet wird, bevor dieser mit der Verbrennungsluft in Kontakt kommt, wobei die Kraftstoffaufbereitung (15) vorzugsweise eine Aufbereitungsflamme oder einen Aufbereitungsbrenner (16) und/oder vorzugsweise eine Heißgas- und/oder Flammenrückführung umfasst.

17. Axialkolbenmotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Schusskanal (81) eine zu der Brennkammer (20) bzw. zu dem Brennkammerausgang (24) gerichtete brennkammerseitige Schusskanalöffnung (81A) und eine zu den Deckelventilen (60) gerichtete ventilseitige Schusskanalöffnung (81B) aufweist.

18. Axialkolbenmotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der die Arbeitsflamme erzeugende Kraftstoff einer Arbeitsdüse (17) zugeführt wird, die in Richtung eines Mischrohrs (124) ausgerichtet ist, in welchem der Kraftstoff mit der Verbrennungsluft in Kontakt kommt.

19. Axialkolbenmotor (10) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsdüse (17) mit einer radial zu der Zentralachse (11) gerichteten Komponente auf das Mischrohr (124) ausgerichtet ist und das Mischrohr (124) weiter von der Zentralachse (11) entfernt ist als die Arbeitsdüse (17).

20. Axialkolbenmotor (10) nach Anspruch 18 oder 19 und vorzugsweise auch nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Mischrohr (124) als auch der bewegliche Brennkammerausgang (24) und/oder die brennkammerseitige Schuss kanalöffnung (81A) jeweils in einem Winkel zu der Zentralachse (11) angeordnet sind, wobei der Winkel (125) des Mischrohrs (124) kleiner als der Winkel (126) des beweglichen Brennkammerausgangs (24) und/oder der brennkammerseitigen Schusskanalöffnung (81A) ist, und/oder dass das Mischrohr (124) auf ein Gebiet (127) neben dem beweglichen Brennkammerausgang (24) und/oder der brennkammer seitigen Schusskanalöffnung (81A) gerichtet ist, wobei das Gebiet (127) vorzugsweise radial zwischen der Zentralachse (11) einerseits und dem beweglichen Brennkammerausgang (24) und/oder der brennkammerseitigen Schusskanalöffnung (81A) andererseits angeordnet ist.

21. Betriebsverfahren zum Betrieb eines Axialkolbenmotors (10), bei welchem kontinuierlich eine Arbeitsflamme mit Kraftstoff und Verbrennungsluft gespeist wird und einen Arbeitsgasstrom erzeugt, wobei der Arbeitsgasstrom durch offen- und schließbare Deckelventile (60) in Arbeitszylinder geschossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsflamme und/oder der Arbeitsgasstrom wahlweise auf die Deckelventile (60) gerichtet und die Deckelventile (60) hierzu synchronisiert geöffnet und geschlossen werden.

22. Betriebsverfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeits flamme und/oder der Arbeitsgasstrom sukzessive auf die die Deckelventile (60) ge richtet wird.

23. Betriebsverfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelventile (60) um eine Zentralachse (11) herum angeordnet sind und die Arbeitsflamme und/oder der Arbeitsgasstrom an den Deckelventilen (60) vorbei rotiert werden.

24. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsflamme in einer bewegten Brennkammer (20) brennt.

25. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsluft die bewegte Brennkammer (20) vor Eintritt in die Brennkammer (20) kühlt.

26. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsflamme durch eine stationäre Zündeinrichtung (120) gezündet wird, wobei die Zündenergie mittels eines mit der bewegten Brennkammer (20) mitbewegten Zündenergie transports (121) von der stationären Zündeinrichtung (120) zu dem eingespeisten Kraftstoff geführt wird.

27. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zirkulationsstrom aus Arbeitsflamme und Arbeitsgas zirkuliert, wobei dieser Zirkulationsstrom im Strömungsquerschnitt kältere und wärmere, und somit dichtere und weniger dichte, Bereiche aufweist und die Zirkulation derart ausgerichtet ist, dass durch die Richtungsänderung der Arbeitsflamme und/oder des Arbeitsgasstroms bedingte Kräfte die Zirkulation unterstützen.

28. Betriebsverfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilstrom des Zirkulationsstroms zur Aufbereitung des Kraftstoffs, bevor dieser mit der Verbrennungsluft in Kontakt kommt, genutzt wird.

29. Betriebsverfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auf bereitung ein Kraftstoffstrom mit dem Teilstrom des Zirkulationsstroms oder dem ge samten Zirkulationsstrom vereinigt werden.

30. Axialkolbenmotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 20 oder Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Deckelventile (60) ein Tellerventil (60A) oder ein Topfventil (60B) ist.

31. Axialkolbenmotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 20 und 30 oder Betriebs- verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass zu den

Deckelventilen (60) offen- und schließbare stationäre Schusskanäle (21) führen.

32. Axialkolbenmotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, 30 und 31 oder Betriebs verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass von jedem der Deckelventile (61) ausgehend ein Arbeitszylinderkanal (22) in jeweils einen der Arbeitszylinder (30) mündet.