DE1936079A1

DE1936079A1 - Kreiskolbenmaschine

Info

Publication number: DE1936079A1
Application number: DE19691936079
Authority: DE
Inventors: Alois Plangger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-07-18
Filing date: 1969-07-16
Publication date: 1970-01-22
Also published as: AT281607B

Description

Kreiskolbenmaschine Gegenstand der Erfindung ist eine Kreiskolbenmaschine, verwendbar als Pumpe, Verdichter oder Motor, niit einem auf der Antriebs- bzw. Antriebswelle befestigten Nabenteil, in welch ein mindestens zwei Kolben gleitend und um einen außerhalb des Nabenteiles gelegenen Drehpunkt drehbar gelagert sind, wobei die Kanten der Kolben dichtend entlang der inneren Wände eines feststehenden Gehäuses gleiten, dessen zylindrische Lauffläche im Querschnitt aus mindestens zwei annähernd kreisbogenförmigen und in Bezug auf die Drehachse symmetrischen Abschnitten und aus diese verbindenden, weniger konkav, geradlinigen oder konvexen Abschnitten besteht.
Bei bekannten Maschinen der genannten Art weisen die Kolben eine kreisbogenförmige Rückseite auf, welche entweder in entsprechenden Ausnehmungen des Nebenteils gleiten oder über in diesem gelagerten Rollen abgestützt sind. Die Betriebssicherheit ist in beiden Fällen gering, einmal wegen der relativ schwachen A@stützung, welche die durch das Arbeitsmedium auf den Kolben wirkenden Kippmomente stark zur Wirkung kommen läßt, zum anderen durch die Schwierigkeit, die aufeinander gleitenden Flächen einwandfrei zu schmieren und die Kolben wirkungsvoll zu kühlen, was besonders bei der Verwendung als Verbrennungsmotor ausschlaggebend ist.
Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß die Kolben durch Teile von kreiszy indrischen Schalen gebildet werden, welche in entsprechenden kreiszylindrischen Schlitzen des Nebenteiles gelagert sind.
Jeder Kolben liegt demnach nicht mehr im wesentlichen nur auf der Außenseite des Nebenteiles auf - wobei er eventuell durch besondere Elemente gegen Herausfallen gesichert ist - sondern er ist über einen erheblichen Teil seiner Länge im Inneren des Nebenteiles geführt; dadurch ist er einerseits einwandfrei geführt und die Kippmomente werden an verhältnismäßig weit auseinanderliegenden Stellen abgefangen, so daß die resultierenden Reaktionskräfte gering werden, andererseits ist eine wirkungsvolle beidseitige Kühlung und Schmierung jedes Kolbens durch in den Nabenkörper zugeführtes Öl möglich.
Außerdem ermöglicht die kreiszylindrische Form der Kolben eine einfache. billige und trotzdem genaue Verstellung von Kolben und Nabenteil.
Vorzugsweise wird, was bei bekannten Maschinen der genannten Art nicht möglich ist, jeder der zwischen Gehäuse, Nabenkörper und Kolben gebildete itaum als Arbeitsraum benutzt, Erst dadurch ist die Verwendung der Maschine als gemischansaugender Motor möglich; in jeden Fall wird jedoch bei gleicher Baugröße das Hubvolumen, bezogen auf eine Umdrehung, verdoppelt.
Um Herstellungsungenauigkeiten und Wärmedehnungen unschädlich zu machen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Kolben nicht einteilig, sondern zweiteilig zu machen, wobei vorzugsweise die Teilfuge zwischen beiden Hälften nicht durch gehend, sondern versetzt verläuft;, und wobei in die Teilfuge eine die Wirkung der Fliehkraft verstärkende Feder eiesetzt ist, welche also die Kanten jeder Kolbenhälfte gegen die Innenwand des Gehäuses drückt.
Die Erfindung wird nun an Hand eines Äusführuiigsbeispieles beschrieben, welches in den Figuren dargestellt ist. Der Schutz soll sich jedoch nicht auf diese Ärt der Verwirkli--chung des Erfindungsgedankens beschränken, insbesondere haben auch die Bezugsziffern nu erläuternden Charakter.
Fig. 1 stellt einen schematisierten Schnitt durch eine als Motor ausgeführte Maschine senkrecht zu ihrer Drehachse dar, die Fig. 2 und 3 zeigen die Kolben nach einer Drehung des Nabenteiles von 45° bzw. 90°, Fig. 4 ist eine Draufsicht auf einen Kolben.
Mit 1 ist das Gehäuse bezeichnet, welches eine längliche Form aufweist, wobei die Innenwand aus zwei Kreisbögen undzwei Übergangskurven zusammengesetzt ist. Die Wandung ist mit nicht dargestellten Kühlkammern versehen.
Im Gehäuse 1 ist ein zylindrischer Nabenkörper 2 angeordnet, welcher mit seinem Umfang die Übergangskurven gerade berührt. Der Nabenkörper 2 ist hohl und die Welle, auf der er befestigt ist, enthält Leitungen für die Zufuhr und Abfuhr von Öl, welches zur Kühlung und Schmierung der bewegten Teile dient. Der Hohlraum, des Nabenkörpers 2 kann auch entsprechende Zwischenwände aufweisen, welche den Ölfluß in eine bestimmte Richtung lenken. An seinen Stirnseiten ist der Nabenkörper axial verlängert und wird dort von entsprechenden Bohrungen im Gehäuse aufgenommen, wobei zwischen diesen beiden Teilen Dichtungen vorgesehen sind.
Der Nabenkörper 2 weist vier axiale Schlitze 3 aúf.
Durch je zwei benachbarte Schlitze 3 wird je ein Kolben 4 geführt, welcher die Form einer kreiszylindrischen Schale hat. An jedem Schlitz 3 sind Dichtleisten 5 vorgesehen, welche den Eintritt des Arbeitsmediums in das Innere des Nabenkörpers 2 und den Austritt von Öl aus diesem verhindern.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf zwei Kolben beschränkt ist, sondern daß auch drei oder mehr Kolben vorgesehen sein können, wenn auch damit das Hubvolumen abnimmt Dreht sich der Nabenkörper, so werden die durch die Innenwand des Gehäuses, die Außenwand des Nabenkörpers und die Kolben gebildeten Arbeitsräume A, B, e, D, E und F periodisch größer und kleiner. Wie in Fig, 2 dargestellt, sind nach einer Drehung im Uhrzeigersinn von 45° der Raum A und D auf A' bzw. D' zusammengeschrumpft, die Räume B und E sind ganz verschwunden, und die Räume C und F haben sich auf C' bzw, F' vergrößert, Nach einer weiteren Drehung um 450 (siehe Fig. 3) haben die Räume F" und C" ihre größte Ausdehnung erreicht. Vorzugsweise werden die Form des Gehäuses :1 und die tage der Schlitze 5 so gewählt, daß die Räume A und F" bzw. D und C" wenigstens annähernd gleich groß sind. Dazu muß der Winkelabstand zweier demselben Kolben zugeordneter Schlitze etwas größer als 90° sein.
Jeder Kolben 4 besteht aus zwei Teilen, zwischen weichen eine Z-förmige Teilfuge 6 vorgesehen ist. In dieser Teilfuge ist eine nicht dargestellte Feder vorgesehen, welche die beiden Hälften des Kolbens 2 auseinanderzudrücken sucht. Dadurch kommen die Kanten 7 des Kolbens 2 aucfi dann zum, einwandfreien Anliegen an der innenwand des Gehäuses 1, wenn Verzug durch Erwärmung od. dgl. auftritt, ohne daß -an de'-nthermisch und mechanisch hoch beanspruchten Kanten 7 des Kolbens 2 eine federnde Dichtung vorhanden sein müßte. Die beiden Kolbenhälften sind durch nicht dargestellte Mittel gleitend so miteinander verbunden, daß als ganzes" die kreiszylindrische Form erhalten bleibt.
Im dargestellten Beispiel arbeitet die Maschine als gemischansaugender Mötor.'Bei F ist die Ansaugöffnung, bei E die Auslaßöffnung. Im Nabenteil 2 sind vier Schlitze 8 vorgesehen, welche das Überströmen eines Teiles der verdichteten Gemisches aus dem Raum B in den Haium: C ermöglichen, wo es durch die Zündkerze 9 gezündet wird. Die Schlitze 8 brauchen mit einem nur geringen Querschnitt ausgeführt zu werden,, so daß die vom Raum E in den Raum F nachgesaugte Menge von verbrannten Gasen sich in bescheidenen Grenzen hält, da der Druckunterschied zwischen diesen beiden Räumen nur gering ist.
Wird hingegen die Maschine als. Pumpe oder Flüssigkeitsmotor verwendet, müssen die Ein- und Auslaßöffnungen so ausgebildet sein, daß weder eine direkte Verbindung zwischen ihnen auftritt, noch daß ein Arbeitsraum zu irgendeinem Zeitpunkt vollkommen abgeschlossen ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e .

1. Kreiskolbenmaschine, verwendbar als Pumpe, Verdichter oder Motor, mit einem auf der hntriebs- bzw. Abtriebswelle befestigten Nabenteil, in welchem, mindestens zwei Kolben gleitend und um einen außerhalb des Nabenteiles gelegenen Drehpunkt drehbar gelagert sind, wobei die Kanten der Kolben dichtend entlang der inneren Wände eines feststehenden Gehäuses gleiten, dessen zylindrische Lauffläche im Querschnitt aus mindestens zwei annähernd kreisbogenförmigen und in Bezug au! die Drehachse symmetrischen Abschnitten und aus diese verbindenden, weniger konkav, geradlinigen oder konvexen Abschnitten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben durch Teile von kreis-Zylindrischen Schalen gebildet werden, welche in eintsprechenden kreiszylindrischen Schlitzen des Nabenteiles gelagert sind.

2. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenteil zylindrisch ist und an mindestens zwei Stellen die inneren Wände des Gehäuses berührt.

3. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Raum zwischen den beiden Enden eines Kolbens als auch der Raum zwischen den benachbarten Enden zweier aufeinanderfolgender Kolben als Arbeitsraum benutzt wird.

4. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einerseits von einem einzigen Kolben und andererseits von zwei aufeinanderfolgenden Kolben gebildeten Arbeitsräume jeweils an derselben Stelle des Gehäuses mindestens annährend gleich groß sind.

5. Kreiskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben in Achsrichtun der Maschine eine Teilfuge aufweisen.

6. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilfuge in Z-Form verläuft.

7. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine federnde Dichtung in der Teilungsfuge.

8. Kreiskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elle der Maschine eine Einrichtung für die Ölzufuhr aufweist.

9. Kreiskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch im Nabenkörper an der Austrittsstelle der kolben aus diesem angebrachten Dichtleisten.