CZ2014352A3 - Rotační motor s ozubeným převodem pro použití pohonu stlačitelným médiem - Google Patents

Rotační motor s ozubeným převodem pro použití pohonu stlačitelným médiem Download PDF

Info

Publication number
CZ2014352A3
CZ2014352A3 CZ2014-352A CZ2014352A CZ2014352A3 CZ 2014352 A3 CZ2014352 A3 CZ 2014352A3 CZ 2014352 A CZ2014352 A CZ 2014352A CZ 2014352 A3 CZ2014352 A3 CZ 2014352A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
rotary
axis
stator
cavity
semi
Prior art date
Application number
CZ2014-352A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ306225B6 (cs
Inventor
Jiří Dvořák
Original Assignee
Jiří Dvořák
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiří Dvořák filed Critical Jiří Dvořák
Priority to CZ2014-352A priority Critical patent/CZ306225B6/cs
Priority to EP15728386.2A priority patent/EP3074595B1/en
Priority to CN201580001845.5A priority patent/CN105556063B/zh
Priority to JP2016539416A priority patent/JP6166483B2/ja
Priority to KR1020167004629A priority patent/KR101703483B1/ko
Priority to PCT/CZ2015/000041 priority patent/WO2015176692A1/en
Priority to ES15728386.2T priority patent/ES2654243T3/es
Priority to RU2016112573A priority patent/RU2643280C2/ru
Priority to US14/910,150 priority patent/US9771800B2/en
Publication of CZ2014352A3 publication Critical patent/CZ2014352A3/cs
Publication of CZ306225B6 publication Critical patent/CZ306225B6/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/008—Driving elements, brakes, couplings, transmissions specially adapted for rotary or oscillating-piston machines or engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/02—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F01C1/063—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them
    • F01C1/077—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them having toothed-gearing type drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/10—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F01C1/104—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member one member having simultaneously a rotational movement about its own axis and an orbital movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C17/00—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
    • F01C17/02—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing of toothed-gearing type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08—Rotary pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/10—Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
    • F01C21/104—Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber
    • F01C21/106—Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber with a radial surface, e.g. cam rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C11/00—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type
    • F01C11/002—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of similar working principle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

Rotační motor s ozubeným převodem je určen pro použití pohonu stlačitelným médiem. Motor obsahuje stator (1) opatřený alespoň jednou, s výhodou dvěma, trojbokými dutinami (12) zatěsnitelnými vůči okolnímu prostředí a opatřenými zaoblenými vrcholy (121), z nichž do každého je zaústěn alespoň jeden kanál (41) pro vstup a výstup tlakového média. V každé dutině (12) je uložen rotační píst (2) elipsovitého průřezu tak, že jeho podélná osa (o.sub.p.n.), která je souběžná s osou (o.sub.c.n.) rotačního členu (7), je posunuta vzhledem k podélné ose (o.sub.s.n.) vnitřní dutiny (12) statoru (1) o hodnotu excentricity (e). Podstata vynálezu spočívá v tom, že vzájemné spřažení rotačních pístů (2) s poháněným mechanizmem (9) je dosaženo vyvedením unašecích čepů (21) rotačních pístů (2) mimo dutiny (12) statoru (1), kde jsou opatřeny rotorovými ozubenými koly (6), která jsou vzájemně spřažena ozubeným eliptickým rotačním členem (7) spojeným s poháněným mechanizmem (9).

Description

Rotační motor s ozubeným převodem pro použití pohonu stlačitelným médiem
Oblast techniky
Vynález se týká konstrukce rotačního motoru s ozubeným převodem pro použití pohonu stlačitelným médiem, zejména motoru poháněného stlačeným plynem nebo párou.
Dosavadní stav techniky
Jsou běžně známé konstrukce klasických pneumatických nebo parních motorů obsahujících klikový mechanismus a vratně se pohybující píst, jejichž nevýhodou jsou energetické ztráty při změně směru pohybu pístu. Podobným řešením jsou i motory, u nichž je klikový mechanismus nahrazen šikmou deskou. Další známé konstrukce rotačních pneumatických motorů využívají excentrické uložení rotoru a použití pohyblivých těsnících lamel, jak je popsáno například ve spisech US 5174742, JP 11173101 nebo JP 7247949. U těchto řešení není využita celá dráha rotace k přenosu energie, čímž se snižuje celková účinnost. Tyto motory pracují v oblasti vysokých otáček s velkou spotřebou tlakového média a nízkým kroutícím momentem a životností těsnících lamel,
Další známá řešení jsou systémy rotačních pneumatických motorů s dvěma i více tvarovanými rotory, které při rotaci vytváří variabilně proměnné pracovní prostory, jako je tomu například u konstrukcí dle spisů JP 6017601, CS 173441, CZ 296486 nebo US 4797077. U těchto řešení opět nelze využít celou dráhu rotace k přenosu energie. Nevýhodou jsou i velké plochy s nutností utěsnění, větší celková hmotnost motorů s velká výrobní náročnost.
Konečně jsou známá řešení systémů s rotačními písty spojených s jedním nebo více excentrickými čepy, jejichž pohyb je řízen ozubenými koly, popsaných například ve spisech US 3 221 664, US 1 700 038 nebo WO 91/14081. Tyto systémy sice využívají celou dráhu rotace, ale za cenu větší konstrukční složitosti a výrobní náročnost. Je rovněž
-2známo řešení dle spisu WO 2010012245, vycházejícího z patentu CZ 302294 a popisujícího rotační motor na stlačitelná média, obsahující rotor a stator uložené mezi dvěma vzájemně spřaženými a souběžně umístěnými ložiskovými deskami, uzpůsobenými pro uchycení oboustranně vyvedené hnací hřídele rotoru, na níž je upevněn rotační píst uložený v komoře statoru opatřené těsnícími víky. Rotační píst tohoto motoru je elipsovitého průřezu a je uložen v symetricky tvarované trojboké komoře opatřené zaoblenými vrcholy, z nichž každý je opatřen alespoň jedním kanálem pro vstup a výstup tlakového média, přičemž je k jedné z ložiskových desek na hnací hřídeli upevněno centrální ozubené kolo, po jehož obvodu jsou rovnoměrně rozmístěná tři satelitní ozubená kola, která jsou pevně nasazena na čepech otočně uchycených v ložiskové desce a spřažených se statorem pomocí unašecích kolíků, uchycených ve statoru vzhledem osám čepů excentricky. Nevýhodou tohoto provedení je poměrně složitá stavba motoru obsahující množství konstrukčních dílů, jako jsou ložisková tělesa včetně ložisek a satelitní ozubená kola s excentrickými unašecími kolíky, čímž se zvyšuje výrobní náročnost se značnými požadavky na přesnost provedení vzájemně zabírajících dílů.
Úkolem předkládaného vynálezu je představit zcela novou a jednoduchou konstrukci rotačního motoru s minimálním počtem pohybujících se výrobně nenáročných součástí s vysokou provozní účinností a spolehlivostí, která navazuje na řešení motoru dle spisu CZ 302294 a v podstatě odstraňuje veškeré nedostatky zjištěné během provozních zkoušek.
Podstata vynálezu
Stanoveného cíle je dosaženo vynálezem, kterým je rotační motor s ozubeným převodem pro použití pohonu stlačitelným médiem, obsahující stator opatřený alespoň jednou, s výhodou dvěma, trojbokými dutinami zatěsnitelnými vůči okolnímu prostředí a opatřenými zaoblenými vrcholy, z nichž do každého je zaústěn alespoň jeden kanál pro vstup a výstup tlakového média, kde v každé dutině je uložen rotační píst elipsovitého průřezu tak, že jeho podélná osa, která je souběžná s osou rotačního členu, je posunuta vzhledem k podélné ose vnitřní dutiny statoru o hodnotu excentricity za účelem dosažení ·ΐ·· ···· *··* ···* »·· I
-3planetového pohybu rotačního pístu, a to při posunu podélné osy rotačního pístu po kružnici o poloměru excentricity. Podstatou vynálezu je, že vzájemné spřažení rotačních pístů s poháněným mechanizmem je dosaženo vyvedením unašecích čepů rotačních pístů mimo dutiny statoru, kde jsou opatřeny rotorovými ozubenými koly, která jsou vzájemně spřažena ozubeným eliptickým rotačním členem spojeným s poháněným mechanizmem.
Ve výhodném provedení je tvar dutiny statoru vytvořen tak, že sestává ze třech symetrických částí, jejichž zaoblené vrcholy vzájemně pootočené o 120° jsou vytvořeny na poloměru (Rv) opsané kružnice, který má hodnotu
Rv= a + e, kde (a) je délka velké poloosy elipsy rotačního pístu a (e) je excentricita daná posunutím osy dutiny statoru a osy rotace rotačního pístu, přičemž jednak zaoblení vrcholů dutiny odpovídá zaoblení rotačního pístu, jednak stěny dutiny protilehlé vrcholům jsou vytvořeny na poloměru (Rs) vepsané kružnice, který má hodnotu
Rs = b + e, kde (b) je délka malé poloosy elipsy rotačního pístu a (e) je excentricita, a jednak přechodové části povrchu dutiny mezi vrcholy a stěnami jsou tvořeny obalovou křivkou pohybujícího se rotačního pístu.
Dále je výhodné, když rotorová ozubená kola a eliptický rotační člen jsou rozměrově vytvořena tak, že poloměr (kr) roztečné kružnice ozubeného kola má velikost odpovídající hodnotě (Rs) upravené pro zvolený modul ozubení se sudým počtem zubů, eliptický rotační člen má stejný počet zubů jako ozubené kolo a je vytvořen tak, že mezi velkou poloosou (ar) roztečné elipsy, malou poloosou (br) roztečné elipsy a excentricitou (e) platí vztah ar = br + 2e, přičemž velikost velké poloosy (ar) roztečné elipsy je daná zvoleným poloměrem (kr) roztečné kružnice a excentricitou (e) ve vztahu ar = kr + e a vzdálenost (t) osy rotace rotačního členu od podélné osy dutiny statoru má hodnotu t = kr + ar-e.
-4Konečně je výhodné, když poloha ozubení na rotorových ozubených kolech a eliptickém rotačním členu je provedena tak, že při natočení velké poloosy (ar) i malé poloosy (br) ozubeného rotačního členu do polohy rovnoběžné se spojnicí (s0) os dutin jsou velké poloosy (a) rotačních pístů vzájemně pootočeny o 45°.
Novým konstrukčním řešením motoru se dosahuje maximálního využití pohybu dvou vzájemně pootočených rotačních pístů a v jejich spojení s hnacím ozubeným eliptickým rotačním členem pro přímý přenos kroutícího momentu, kdy během jedné otáčky rotačního pístu dojde k šesti vstupním impulzům tlakového média, které se navíc vzájemně překrývají. Tím je dosaženo i dynamického vyvážení pohybu rotačních pístů a navíc plné překrytí jednotlivých vstupních impulzů tlakového média, kdy na jedno otočení hnacího ozubeného rotačního členu je 12 tlakových impulzů. Tím je pracovní dráha rotačního pístu dokonale využita a zcela odpadají vratné nebo mrtvé pohyby.
Výhodou je okamžitý kroutící moment již při vstupu pracovního média bez nutnosti startéru nebo spojky. Maximální kroutící moment je dosahován již při nízkých otáčkách, a tím je daná nízká spotřeba pracovního média a dlouhá životnost mechanických dílů s minimálním počtem třecích dvojic.
Dalšími výhodami řešení je možnost využití pohybu hřídele rotačních pístů k řízení mechanických nebo elektromagnetických vstupních a výstupních ventilů tlakového média s možností změny jejich časování pro optimalizaci výkonu motoru nebo reverzaci otáček. Výhodou zejména pro parní pohon je i umístění ozubených kol a ložiska zcela mimo pracovní prostor. Celkové řešení motoru je velice jednoduché a výrobně snadné s možností využití moderních technologií a materiálů pro výrobu jednotlivých dílů tohoto motoru.
Navržené řešení může pracovat i jako kompresor pro stlačování plynných látek, přičemž z hlediska ochrany životního prostředí je další výhodou řešení poměrně nízká hlučnost chodu motoru a absence škodlivých exhalátů při jeho provozu. Při použití vhodných materiálů zcela odpadá nutnost mazání.
-5Popis obrázků na připojených výkresech
Konkrétní příklady konstrukce motoru podle vynálezu jsou schematicky znázorněny na připojených výkresech, kde obr.1 je čelní pohled na základní provedení motoru ze strany ozubených převodů, obr.2 je axonometrický pohled na motor z obr.1 v explodovaném provedení, obr.3 a obr.4 jsou geometrická schémata motoru se znázorněním nastavení obou krajních poloh elips rotačních pístů a rotačního členu při natočení hlavních poloos o 45°, obr.5 je detail geometrického schématu jedné dutiny statoru se znázorněním základních funkčních prvků, obr.6 a obr.7 jsou schematické čelní pohledy na motor se znázorněním jednotlivých fází činnosti motoru a alternativním řešením dvojic kanálů ve vrcholových částech dutiny, obr.8 je axonometrický pohled na alternativní provedení motoru v explodovaném provedení, jeho stator je tvořen dvěma samostatnými tělesy, obr.9 je axonometrický pohled na motor z obr.8 ze strany rotačního členu se znázorněním alternativního řešení upevnění ložiskového čepu základové desce statorů a obr. 10 je axonometrický pohled na alternativní řešení motoru s uchycením rotačního členu na hřídeli poháněného mechanizmu.
Příklady provedení vynálezu
V základním provedení podle obr.1 a obr.2 sestává motor ze statoru 1, tvořeného tvarovaným tělesem 11 opatřeným dvěma trojbokými dutinami 12, v každé z nichž je uložen rotační píst 2 elipsovitého průřezu opatřený ve své ose Og rotace unašecím čepem 21. Uprostřed vzdálenosti mezi středovými osami Os dutin 12 je těleso 11 opatřeno ložiskovým čepem 3 situovaným souběžně s unašecími čepy 21 rotačních pístů 2. Dutiny 12 statoru 1 jsou oboustranně uzavřeny a zatěsněny zadním víkem 4 a předním víkem 5, které jsou k čelním plochám tělesa 11 rozebíratelně připevněny, s výhodou přišroubovány. Zadní víko 4 je opatřeno šesti kanály 41 pro průchod pracovního média, které jsou vyústěny do vrcholových částí dutin 12. Přední víko 5 je opatřeno jednak dvěma centrickými otvory 51 pro umožnění volného průchodu unašecích čepů 21 a jednak jedním
-6středovým otvorem 52 pro prostup ložiskového čepu 3. Za předním víkem 5 jsou na unašecích čepech 21 upevněna, například nalisována, rotorová ozubená kola 6, která jsou vzájemně spřažena ozubeným eliptickým rotačním členem 7 uloženým na ložisku 8, které je nasazeno na ložiskovém čepu 3.
Tvar dutiny 12 statoru 1 schematicky znázorněné na obr.5 je vytvořen tak, že sestává ze třech symetrických částí, jejichž zaoblené vrcholy 121 vzájemně pootočené o 120° jsou vytvořeny na poloměru Ry opsané kružnice, který má hodnotu
Rv = a + e, kde a je délka velké poloosy elipsy rotačního pístu 2 a e je excentricita daná posunutím osy Os dutiny 12 statoru 1 a osy oP rotace rotačního pístu 2. Zaoblení vrcholů 121 dutiny 12 pak odpovídá zaoblení rotačního pístu 2. Stěny 122 dutiny 12 protilehlé vrcholům 121 jsou vytvořeny na poloměru Rs vepsané kružnice, který má hodnotu
Rs = b + e, kde b je délka malé poloosy elipsy rotačního pístu 2 a e je výše popsaná excentricita. Přechodové části 123 povrchu dutiny 12 mezi vrcholy 121 a stěnami 122 jsou tvořeny obalovou křivkou pohybujícího se rotačního pístu 2. Z výše uvedeného plyne, že trojboká dutina 12 statoru 1 je tvořena obalovou křivkou vrcholové části elipsy rotačního pístu 2, který provádí planetový pohyb, při němž se střed elipsy, tedy osa Og, pohybuje po kružnici o poloměru excentricity e v určitém úhlu a a současně se poloosa a elipsy, tedy rotačního pístu 2, natáčí opačným směrem o poloviční úhel a/2, jak je patrné z obr.3 až obr.5.
Při vytváření eliptického tvaru rotačního pístu 2 a tvaru trojboké dutiny 12 statoru 1 je hlavním parametrem pro určení velikosti rotačního motoru volitelná hodnota excentricity e, tedy posunutí osy Os trojboké dutiny 12 statoru 1 vůči ose Οβ rotačního pístu 2. V optimálním případě volby průřezu rotačního pístu 2 je délka a velké poloosy elipsy šestkrát větší než hodnota excentricity e, malá poloosa b se pak musí při otočení rotačního pístu 2 o 90° dotýkat stěn trojboké dutiny 12 statoru 1, a je tedy o dvojnásobek hodnoty excentricity e menší, jak je patrné z obr.5. Tím je daný i poloměr Ry opsané kružnice dutiny 12 statoru 1, popsaný výše.
-7Neoznačená šířka rotačního pístu 2, a tím i hloubka trojboké dutiny 12 statoru 1^ je volitelná hodnota podle požadovaného maximálního objemu pracovního prostoru 124. Optimální hodnota odpovídá velikosti velké poloosy elipsy a.
Rotorová ozubená kola 6 a eliptický rotační člen 7 jsou rozměrově vytvořena tak, že poloměr k, roztečné kružnice ozubeného kola 6 má velikost odpovídající hodnotě Rg_ upravené pro zvolený modul ozubení se sudým počtem zubů. Eliptický rotační člen 7 má stejný počet zubů jako ozubené kolo 6 a je vytvořen tak, že mezi velkou poloosou roztečné elipsy, malou poloosou br roztečné elipsy a excentricitou e platí vztah ar = br + 2e, přičemž velikost velké poloosy a roztečné elipsy je daná zvoleným poloměrem K roztečné kružnice a excentricitou e ve vztahu ar = kr + e.
Vzdálenost t osy Oc rotace rotačního členu 7, která je totožná s osou ložiskového čepu 8, od podélné osy Os dutiny 12 statoru £ má pak hodnotu t = kr + ar-e.
jak je patrné z obr.3 a obr.4.
Činnost motoru dle obr.6 a obr.7 je možno odvinout od výchozí polohy rotačního pístu 2, který se jedním svým zaoblením nachází v jednom z vrcholů 121 dutiny 12 statoru 1, kde uzavírá příslušný kanál 41 zadního víka 4 pro vstup tlakového média, přičemž se svými čelními plochami oboustranně symetricky dotýká stěn obou vík 4, 5. Při natočení rotačního pístu 2, znázorněném na obr.6, se začnou jeho dotykové body s oběma stěnami dutiny 12 od sebe vzdalovat a v dutině 12 vzniká pracovní prostor 124, do něhož přilehlým kanálem 41 přes neoznačený ventil začne vnikat pracovní médium, které svou expanzí natáčí rotační píst 2 až do maximálního možného objemu, což nastává při otočení rotačního pístu 2 o 90°. Současně je na opačné straně rotačního pístu 2 dokončován předchozí pracovní cyklus v pracovním prostoru 124 u druhého vrcholu 121, který je přes příslušný kanál 41 a neznázorněný ventil vyprazdňován. Po vyprázdnění se dostává rotační píst 2 u tohoto vrcholu 121 do výchozí pozice a proces se zde opakuje výše popsaným způsobem. Vzhledem k trojbokému tvaru dutiny 12 statoru 1 tedy probíhá vpouštění tlakového média proti směru otáčení rotačního pístu 2, a to vždy po jeho
-8pootočení o 60°, tedy šestkrát za jednu otáčku. Je patrné, že jednotlivé pracovní cykly probíhající v pracovních prostorech 124 příslušných vrcholů 121 se vzájemně překrývají, neboť maximální pracovní prostor 124 je dosažen při pootočení pracovního pístu o 90°, ale již při jeho pootočení o 60°začíná u sousedního vrcholu 121 další pracovní cyklus.
Pro přenos planetového pohybu rotačních pístů 2 na rotační pohyb eliptického rotačního členu 7 je využito skutečnosti, že při vzájemném natočení velkých poloos a. rotačních pístů 2 o 90° a jejich pohybu stejným směrem dochází na spojnici So středových os Os dutin 12 k symetrickému přibližování a vzdalování obvodů rotorových ozubených kol 6 o hodnotu dvojnásobku excentricity e. Přenos planetového pohybu ozubených kol 6 na rotační pohyb je docílen elipsovitým průřezem eliptického rotačního členu 7 umístěného uprostřed spojnice & středových os Oj dutin 12.
Poloha ozubení na rotorových ozubených kolech 6 a eliptickém rotačním členu 7. musí být provedena tak, aby při natočení velké poloosy a, i malé poloosy br ozubeného rotačního členu 7 do polohy rovnoběžné se spojnicí So středových os Oj byly velké poloosy a rotačních pístů 2 vzájemně pootočeny o 45°, jak je patrné z obr.3 a obr.4.
Tím je dosaženo kromě přenosu planetového pohybu ozubených kol 6 na rotační pohyb rotačního členu 7 i dynamické vyvážení planetového pohybu rotačních pístů 2 a ozubených kol 6 , navíc pak i plné překrytí jednotlivých impulzů pracovního média.
Popsané konstrukční řešení není jediným možným provedením rotačního motoru podle vynálezu, když v závislosti na jeho velikosti a požadovaném výkonu může být stator 1 motoru tvořen dvěma samostatnými tělesy 11 uchycenými na společné základové desce 13, jak je naznačeno na obr.9 a obr. 10, nebo zadní víko 4 může být nedílnou pevnou součástí zadní stěny tělesa 11 statoru 1. Ložiskový čep 3 nemusí být uchycen v tělese 11 statoru 1, ale v předním víku 5, jak je znázorněno na obr.8, a do každé vrcholové části dutiny 12 statoru 1 mohou být zaústěny více jak jeden, s výhodou dva, kanály 41, které nemusí být směrovány přes zadní víko 4 souběžně s osami rotace Og rotačních pístů 2, ale přes boční stěny tělesa 11 statoru 1 ve směru kolmém k těmto osám rotace Oe, jak je patrné z obr.6 a obr.7. Unašecí čepy 21 rotačních pístů 2 mohou být provedeny i jako
-9průchozí hřídele středem rotačního pístu 2 s vyvedením přes zadní víko 4 s využitím pro ovládání ventilů motoru. Konečně pak může být eliptický rotační člen 7 upevněn místo ložiskového čepu 3 na neoznačenou hřídel poháněného mechanizmu 9, například na alternátor, převodovku apod., usazeného na společnou základovou desku 13, jak je znázorněno na obr. 10. Ložiskový čep 3 nemusí být vytvořen na tělese 11 statoru 1 podle obr.2, ale může být vytvořen na předním víku 5, jak je patrné z obr.8, nebo může být uchycen na základové desce 15, jak je vyobrazeno na obr.9. Z funkčního hlediska motoru je pak rovněž nepodstatné, když by v řešení podle obr.2 bylo těleso 11 opatřeno ložiskem 8 a eliptický rotační člen 7 ložiskovým čepem 3. Je pak samozřejmé, že bez vlivu na podstatu řešení je možno podle použití motoru měnit obrysový design statoru 1 v závislosti na velikosti zástavbového prostoru, v němž má být motor umístěn.
Z výše uvedeného je patrné, že celkový popis rotačního motoru je prováděn pouze plošně a neřeší další související a neznázorněné konstrukční uzly, jako jsou například ventily včetně jejich ovládání a přívodů, mazání, chlazení, setrvačník, konkretizace profilu ozubení apod., které nemají vliv na podstatu předkládaného řešení.
Průmyslová využitelnost
Rotační motor podle vynálezu lze využít v různých odvětvích průmyslu a dopravy jako ekologicky čistou pohonnou jednotku strojů, vozidel a jiných zařízení.
-10Seznam vztahových značek
1 stator
11 těleso
12 dutina
121 vrchol
122 stěna
123 přechodová část plochy
124 pracovní prostor
2 rotační píst
21 unašecí čep
3 ložiskový čep
4 zadní víko
41 kanál
5 přední víko
51 centrický otvor
52 středový otvor
6 rotorové ozubené kolo
7 eliptický rotační člen
8 ložisko
9 poháněný mechanismus
Rv poloměr opsané kružnice
Rs poloměr vepsané kružnice
a velká poloosa rotačního pístu
b malá poloosa rotačního pístu
e excentricita
°p osa rotace rotačního pístu
Os osa dutiny.
kr poloměr roztečné kružnice
ar velká poloosa roztečné elipsy
br malá poloosa roztečné elipsy
Oc osa rotace roztečného členu
So spojnice os dutin

Claims (4)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Rotační motor s ozubeným převodem pro použití pohonu stlačitelným médiem, obsahující stator (1) opatřený alespoň jednou, s výhodou dvěma, trojbokými dutinami (12) zatěsnitelnými vůči okolnímu prostředí a opatřenými zaoblenými vrcholy (121), z nichž do každého je zaústěn alespoň jeden kanál (41) pro vstup a výstup tlakového média, kde v každé dutině (12) je uložen rotační píst (2) elipsovitého průřezu tak, že jeho podélná osa (op), která je souběžná s osou (oc) rotačního členu (7), je posunuta vzhledem k podélné ose (os)vnitřní dutiny (12) statoru (1) o hodnotu excentricity (e) za účelem dosažení planetového pohybu rotačního pístu (2), a to při posunu podélné osy (op) rotačního pístu (2) po kružnici o poloměru excentricity (e), vyznačující se tím, že vzájemné spřažení rotačních pístů (2) s poháněným mechanizmem (9) je dosaženo vyvedením unašecích čepů (21) rotačních pístů (2) mimo dutiny (12) statoru (1), kde jsou opatřeny rotorovými ozubenými koly (6), která jsou vzájemně spřažena ozubeným eliptickým rotačním členem (7) spojeným s poháněným mechanizmem (9).
  2. 2. Rotační motor podle nároku 1, vyznačující se tím, že tvar dutiny (12) statoru (1) je vytvořen tak, že sestává ze třech symetrických částí, jejichž zaoblené vrcholy (121) vzájemně pootočené o 120° jsou vytvořeny na poloměru (Rv) opsané kružnice, který má hodnotu
    Rv= a + e, kde (a) je délka velké poloosy elipsy rotačního pístu (2) a (e) je excentricita daná posunutím osy (os) dutiny (12) statoru (1) a osy (op) rotace rotačního pístu (2), přičemž jednak zaoblení vrcholů (121) dutiny (12) odpovídá zaoblení rotačního pístu (2), jednak stěny (122) dutiny (12) protilehlé vrcholům (121) jsou vytvořeny na poloměru (Rs) vepsané kružnice, který má hodnotu
    Rs = b + e, kde (b) je délka malé poloosy elipsy rotačního pístu (2) a (e) je excentricita, a jednak přechodové části (123) povrchu dutiny (12) mezi vrcholy (121) a stěnami (122) jsou tvořeny obalovou křivkou pohybujícího se rotačního pístu (2).
  3. 3. Rotační motor podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že rotorová ozubená kola (6) a eliptický rotační člen (7) jsou rozměrově vytvořena tak, že poloměr (kr) roztečné kružnice ozubeného kola (6) má velikost odpovídající hodnotě (Rs) upravené pro zvolený modul ozubení se sudým počtem zubů, eliptický rotační člen (7) má stejný počet zubů jako ozubené kolo (6) a je vytvořen tak, že mezi velkou poloosou (ar) roztečné elipsy, malou poloosou (br) roztečné elipsy a excentricitou (e) platí vztah ar = br + 2e, přičemž velikost velké poloosy (ar) roztečné elipsy je daná zvoleným poloměrem (kr) roztečné kružnice a excentricitou (e) ve vztahu ar = kr + e a vzdálenost (t) osy (oc) rotace rotačního členu (7) od podélné osy (os) dutiny (12) statoru (1) má hodnotu t = kr + ar-e.
  4. 4. Rotační motor podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že poloha ozubení na rotorových ozubených kolech (6) a eliptickém rotačním členu (7) je provedena tak, že při natočení velké poloosy (ar) i malé poloosy (br) ozubeného rotačního členu (7) do polohy rovnoběžné se spojnicí (s0) os (os) dutin (12) jsou velké poloosy (a) rotačních pístů (2) vzájemně pootočeny o 45°.
CZ2014-352A 2014-05-22 2014-05-22 Rotační motor s ozubeným převodem pro použití pohonu stlačitelným médiem CZ306225B6 (cs)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-352A CZ306225B6 (cs) 2014-05-22 2014-05-22 Rotační motor s ozubeným převodem pro použití pohonu stlačitelným médiem
EP15728386.2A EP3074595B1 (en) 2014-05-22 2015-05-11 Rotary motor with geared transmission for use of compressible media drive
CN201580001845.5A CN105556063B (zh) 2014-05-22 2015-05-11 具有使用可压缩介质驱动的齿轮传动的旋转马达
JP2016539416A JP6166483B2 (ja) 2014-05-22 2015-05-11 圧縮媒体駆動を利用する歯車伝動装置付きロータリモータ
KR1020167004629A KR101703483B1 (ko) 2014-05-22 2015-05-11 기어 변속기를 갖는 압축성 매체 드라이브용 로터리 모터
PCT/CZ2015/000041 WO2015176692A1 (en) 2014-05-22 2015-05-11 Rotary motor with geared transmission for use of compressible media drive
ES15728386.2T ES2654243T3 (es) 2014-05-22 2015-05-11 Motor rotativo con transmisión engranada para el uso de accionamiento de medios comprimibles
RU2016112573A RU2643280C2 (ru) 2014-05-22 2015-05-11 Роторный двигатель с зубчатой передачей, работающей на сжимаемой среде
US14/910,150 US9771800B2 (en) 2014-05-22 2015-05-11 Rotary motor with geared transmission for use of compressible media drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-352A CZ306225B6 (cs) 2014-05-22 2014-05-22 Rotační motor s ozubeným převodem pro použití pohonu stlačitelným médiem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2014352A3 true CZ2014352A3 (cs) 2015-12-02
CZ306225B6 CZ306225B6 (cs) 2016-10-12

Family

ID=53385411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2014-352A CZ306225B6 (cs) 2014-05-22 2014-05-22 Rotační motor s ozubeným převodem pro použití pohonu stlačitelným médiem

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9771800B2 (cs)
EP (1) EP3074595B1 (cs)
JP (1) JP6166483B2 (cs)
KR (1) KR101703483B1 (cs)
CN (1) CN105556063B (cs)
CZ (1) CZ306225B6 (cs)
ES (1) ES2654243T3 (cs)
RU (1) RU2643280C2 (cs)
WO (1) WO2015176692A1 (cs)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106988867A (zh) * 2016-01-20 2017-07-28 庞乐钧 活塞旋转式内燃机
RU192348U1 (ru) * 2019-05-24 2019-09-13 Общество с ограниченной ответственностью "Альтернативные механические системы" Эллипсно-циклоидальное зубчатое зацепление
KR20210156994A (ko) 2020-06-19 2021-12-28 한국과학기술연구원 로터리 모터

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1700038A (en) 1927-03-12 1929-01-22 James Aratoon Malcolm Rotary engine, pump, meter, and the like
US3221664A (en) 1963-11-01 1965-12-07 Jernaes Finn Joachim Jorgen Rotating piston machine arrangement
CS173441B1 (cs) 1975-04-15 1977-02-28
JPS58138201A (ja) * 1982-02-11 1983-08-17 Koichi Shimura 三角形シリンダ−による、楕円形弁回転エンジン
US4551073A (en) * 1982-05-12 1985-11-05 Walter Schwab Pump for liquid and gaseous fluids, especially blood
US4797077A (en) 1984-09-27 1989-01-10 Anderson Dean R G Rotary expansible chamber device
WO1991014081A1 (en) 1990-03-14 1991-09-19 Scalzo Automotive Research Ltd. Engine stabiliser mechanism
US5147191A (en) * 1991-02-08 1992-09-15 Schadeck Mathew A Pressurized vapor driven rotary engine
JPH0819856B2 (ja) * 1991-02-21 1996-02-28 保夫 倉増 遊星運動型エンジン
US5174742A (en) 1992-02-03 1992-12-29 Snap-On Tools Corporation Rotary air motor with curved tangential vanes
JPH0617601A (ja) 1992-07-01 1994-01-25 Chiyoda Kizai Kk ロータリーエアモータ
JPH07247949A (ja) 1994-03-14 1995-09-26 Hiroshi Imamura ロータリベーン形エアモータ
JPH08226334A (ja) * 1995-02-21 1996-09-03 Yasuo Hisamura ロータリーエンジン
JPH11173101A (ja) 1997-12-05 1999-06-29 Max Co Ltd ロータリーベーン型エアモータ
CA2302870A1 (fr) * 2000-03-15 2001-09-15 Normand Beaudoin Moteur energetique a poly induction
SK285000B6 (sk) * 2000-12-22 2006-04-06 Svetozár Hruškovič Spôsob energetickej premeny v točivom piestovom motore alebo stroji a točivý piestový motor alebo stroj
DE10139286A1 (de) * 2001-08-09 2003-02-27 Lev B Levitin Rotationskolbenmaschinen (RKM-1) mit einer Abtriebswelle
AU2003229184A1 (en) * 2002-05-17 2003-12-02 Normand Beaudoin Retro-mechanical, post-mechanical, bi-mechanical traction engines
CZ296486B6 (cs) 2002-10-23 2006-03-15 Zarízení k premene tepelné energie v energii mechanickou nebo ke stlacování plynných a kapalných médií, zejména spalovací motor
CZ302294B6 (cs) 2008-07-29 2011-02-09 Dvorák@Jirí Rotacní motor na stlacitelná média
TW201215761A (en) * 2010-10-04 2012-04-16 Chun-Chiang Yeh Rotary modulation engine
EP2439411B1 (en) * 2010-10-06 2017-08-23 LEONARDO S.p.A. Pump assembly, in particular for helicopter lubrication

Also Published As

Publication number Publication date
CN105556063B (zh) 2018-06-29
KR101703483B1 (ko) 2017-02-06
KR20160033226A (ko) 2016-03-25
CZ306225B6 (cs) 2016-10-12
EP3074595B1 (en) 2017-11-15
US9771800B2 (en) 2017-09-26
US20160194960A1 (en) 2016-07-07
WO2015176692A1 (en) 2015-11-26
ES2654243T3 (es) 2018-02-12
JP2016535199A (ja) 2016-11-10
RU2016112573A (ru) 2017-10-09
RU2643280C2 (ru) 2018-01-31
JP6166483B2 (ja) 2017-07-19
EP3074595A1 (en) 2016-10-05
CN105556063A (zh) 2016-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3396632A (en) Volumetric maching suitable for operation as pump, engine, or motor pump
US6659744B1 (en) Rotary two axis expansible chamber pump with pivotal link
US5381766A (en) Rotary piston engine
CZ2014352A3 (cs) Rotační motor s ozubeným převodem pro použití pohonu stlačitelným médiem
CN103423150A (zh) 转子流体机械变容机构
CZ2008465A3 (cs) Rotacní motor na stlacitelná média
CA2162678A1 (en) Rotary vane mechanical power system
CZ301708B6 (cs) Rotacní stroj s obežnými dvojkrídly zejména pro expanzní pohonné jednotky a kompresory
CZ18877U1 (cs) Rotační motor na stlačitelná média
US3756755A (en) Rotary power device
RU139028U1 (ru) Роторная гидромашина
US3768935A (en) Continuously adjustable transmission
RU2150589C1 (ru) Роторный двигатель
ITBO20110001A1 (it) Motore o pompa idraulici a pistoni tangenziali di forma anulare o settoriale su ruotismo ordinario o planetario per alte prestazioni di coppia, potenza e rendimenti idraulico e meccanico
RU104628U1 (ru) Роторно-поршневой насос мотор - универсальный рпнму
GB1569144A (en) Rotary positive displacement fluid machine
GB2074652A (en) Rotary positive displacement devices
RU135021U1 (ru) Роторная гидромашина
RU60630U1 (ru) Гидродвигатель
CZ200661A3 (cs) Rotacní pístový motor
EP3867530A2 (en) Suction/compression rotating mechanism, rotary compressor and rotary engine
CZ2005485A3 (cs) Rotacní pístový stroj
CZ15406U1 (cs) Rotační stroj s oběžnými dvojkřídly, zejména pro expanzní pohonné jednotky a kompresory
JPH06323235A (ja) ロータリーハイドロモーター機関
BE858131A (nl) Rotatiesysteem met elliptische of pseudoelliptische zuiger draaiend tegenover pseudo-driehoekig omringend deel