DE202007019324U1

DE202007019324U1 - Antrieb für Segmentkolbenmaschinen

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Publication number: DE202007019324U1
Application number: DE200720019324
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2011-11-22
Anticipated expiration: 2017-03-30

Abstract

Antrieb von Segmentkolbenmaschinen, der durch Ausnutzung sich periodisch ändernder Arbeitsvolumen (20a und 20b) in der Rubrik: „Lösung der Aufgabe” beschrieben ist, ist anhand von einem Beispiel dargestellt: In einem zylindrischen Gehäuse komplett (1) durch Verwendung von elliptischen Zahnriemenräder (2) und kreisförmigen Zahnriemenritzel (3), die als Übertragungsglieder einen Zahnriemen (5) haben und aus min. zwei „Welle mit befestigtem Segmentkolbenpaar” (6) bestehen. Die Winkelsumme pro Segmentkolben ist max. gleich oder kleiner dem Winkel, der beim Anlegen der Strecke des 1/8 des Umfangs des elliptischen Zahnriemenrades (2) entspricht, angelegt vom größten Durchmesser der Ellipse, multipliziert mit zwei, wobei das kreisförmige Zahnriemenritzel (3) zweckmäßiger Weise eine Kreisform aufweist, und den gleichen Umfang wie das elliptische Zahnrad hat, Der im oberen Abschnitt beschriebene Antrieb genügt den jeweiligen Anforderungen der folgenden Beispiele als: Verbrennungsmotor: Ansaugen-Verdichten-Verbrennen-Ausstoßen. Druckluftmotor: Einströmen-Ausströmen. Kompressor: Ansaugen-Verdichten. Vakuumpumpe: Großes Volumen ansaugen – mit kleinstem schädlichem Raum ausschieben....

Description

Die Erfindung betrifft Antriebe für Segmentrotationsmaschinen. Segmentrotationsmaschinen arbeiten nach dem Verdrängerprinzip. Eine Vielzahl von Verwendungsmöglichkeiten sind mit Segmentrotationsmaschinen realisierbar. Zum Beispiel: Verbrennungsmotor, Druckluftmotor, Kompressor, Vakuumpumpe, Verdrängerpumpe für Flüssigkeiten, (Heißluft) – Heißgasmaschine – (mit angepassten Kolben).
Stand der Technik
Segmentrotationsmaschinen mit Ovalzahnrädern beziehungsweise Segmentrotationsmaschinen mit Hebelgetriebe sind bekannt, zum Beispiel Aktenzeichen P 29 03 953.0, DE-OS 26 03 893 , FR-PS 2 244 367 beziehungsweise P 25 57 842.1, DE-OS 22 63 111 , DE-OS 24 09 232 , DE-OS 23 28 365 . Das Prinzip ist zum Beispiel in der Dos 2557 842 dahingehend beschrieben, dass von der exzentrisch zur Gehäuseachse angetriebenen Kurbel, Gleitsteine geführt werden, die in Schlitzen der Segmentkolben laufend, auf diese Weise den Segmentkolben verschiedene Winkel-Geschwindigkeiten mitteilen. Eine andere Lösung ist durch in einer exzentrisch laufenden Antriebsscheibe gelagerten Kurbel vorgesehen, die auch zum gleichen Ergebnis führt. Zum Stand der Technik wird noch auf die DE-OS 26 03 893 hingewiesen.
Nachteile (Mängel)
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, dass bei Verwendung von Zahnrädern, ovalen Zahnrädern sowie exzentrischen Zahnrädern eine große Kraft auf eine kleine Fläche wirkt, die dauernd wechselnde Momente übertragen muss. Bei dem Abwälzen der Zahnräder ist immer nur eine linienförmige Berührung vorhanden. Die Segmentrotationsmaschinen mit Ovalzahnräder haben keine genau bleibende Definierung (Einlass, Auslass) ihrer Abläufe am Gehäuse. Die ungleichförmige Bewegung der Zahnräder ist mit lauten Geräuschen, hohen Flächenbelastungen und hoher Abnutzung verbunden. Die Zahnräder müssen permanent im Ölbad betrieben werden, was zu hohem Reib-Verlust und Energieverbrauch führt. Kugellager-gelagerte, ölfreie Antriebe sind nicht möglich. Dieses Problem wird mit den im Schutzansruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst..
Aufgabenstellung
Segmentrotationsmaschinen funktionieren nach dem Verdrängerprinzip. Auf einer zum Beispiel fliegend gelagerten „Welle mit befestigtem Segmentkolbenpaar” ragen von je einer Seite eine „Welle mit befestigtem Segmentkolbenpaar” in ein rohr-förmiges Gehäuse. Die Segmentkolben füllen mit ihrer Länge die gesamte Tiefe des Gehäuserohres aus, während die Welle nur bis zur Mitte des Gehäuse ragt. Die Segmentkolben stecken wie bei einer Klauenkupplung ineinander, jedoch mit reichlich radialem Spiel. Das erwähnte radiale Spiel ist das Arbeitsvolumen. Die zwei „Wellen mit befestigtem Segmentkolbenpaar” werden mit wechselnden unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten zueinander angetrieben.
Notwendig sind: kleine Flächenbelastungen durch die auftretenden Kräfte, ruhiger Lauf, lange Lebensdauer der Bauteile, geringe Wärmeentwicklung, geringer Energieverbrauch, hohe Betriebssicherheit, geringe Kosten, ölfreier Betrieb.
Wo finde ich die Lösung
Die im Schutzanspruch 1 angegebene Erfindung bezieht sich auf die Patentanmeldung (Heißluft) – Heißgasmaschine – (mit angepasstem Kolben) mit dem Internen Aktenzeichen: 10 2007 015 147.2-13 Anmeldetag 29.03.2007. Es wird eine Abzweigung beantragt. Dieses Problem wird mit den im Schutzansruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst..
Vorteile der Lösung
Die Lösung der Aufgabe ist bei allen Segmentkolben-Maschinen aufgrund ihres Verwendungszweckes gleich, oh es sich um einen Verbrennungsmotor, einen Druckluftmotor, einen Kompressor, eine Vakuumpumpe, eine Verdrängerpumpe für Flüssigkeiten oder um eine (Heißluft) – Heißgasmaschine – (mit angepasstem Kolben) handelt.
Der gewünschte Effekt durch die abgestimmten Antriebe der gleichläufigen periodischen Winkelgeschwindigkeitsänderungen der „Welle mit befestigten Segmentkolbenpaar” in einem zweckmäßigerweise zylindrischen Gehäuse durch Verwendung von elliptischen Zahnriemenrädern zum Beispiel je auf den „Welle mit befestigtem Segmentkolbenpaar” und zum Beispiel kreisförmigen Zahnriemenritzeln auf der Vorgelege Welle, die als Übertragungsglieder einen Zahnriemen haben und aus min. zwei „Welle mit befestigtem Segmentkolbenpaar” bestehen, die Winkelsumme pro Segmentkolben ist max. gleich oder kleiner dem Winkel, der beim Anlegen der Strecke des 1/8 des Umfangs, des elliptischen Zahnrades entspricht, angelegt vom größten Durchmesser der Ellipse, multipliziert mit zwei, wobei das Zahnriemenritzel zweckmäßiger Weise eine Kreisform hat und den selben Umfang wie das elliptische Zahnriemenrad aufweist. Bei hohen Temperaturen und großen Kräften werden: an Stelle der elliptischen Zahnriemenrädern, elliptische Kettenräder, an Stelle kreisförmiger Zahnriemenritzel, kreisförmige Kettenräder und an Stelle der Zahnriemen, zum Beispiel (Glieder) Ketten verwendet.
Beispiel an Hand von Zeichnungen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutzanspruch 4. 16 dargestellt. Der Antrieb ist auf eine Seite verlegt.
1 bis 16 erläutert.
Es zeigen:
1; Schnitt durch eine Heißgas-Maschine mit eingebauten Zahnriemenritzel 3, elliptischen Zahnriemen Räder 2 und Zahnriemen 5. 3D
1a; Längs und Querschnitt durch einen Verbrennungsmotor mit eingebauten (Zahnriemenritzel 3,) Kettenräder 3, (elliptischen Zahnriemen Räder 2) elliptischen Kettenräder 2 und (Zahnriemen 5) Gliederketten 5. 3D
1b; Schnitt durch einen Kompressor, Wärmepumpe mit eingebauten (Zahnriemenritzel 3,) Kettenräder 3, (elliptischen Zahnriemen Räder 2) elliptischen Kettenräder 2, und (Zahnriemen 5) Gliederketten 5. 3D
2 Längsschnitt durch einen Verbrennungsmotor mit eingebauten (Zahnriemenritze 3,) Kettenräder 3, (elliptischen Zahnriemen Räder 2) elliptischen Kettenrädern 2, und (Zahnriemen 5) Gliederketten 5. (Schnitt: F-F, ist am Zahnriemen ausgeblendet.)
3. Schnitt durch einen Verbrennungsmotor mit eingebauten (Zahnriemenritzel 3,) Kettenräder 3, (elliptischen Zahnriemen Räder 2) elliptischen Kettenräder 2, und (Zahnriemen 5) Gliederketten 5. Mit den Schnitt Angaben: A-A; B-B; C-C.
4. Schnitt A-A durch, zum Beispiel einen Verbrennungsmotor.
5. Schnitt B-B durch, zum Beispiel einen Verbrennungsmotor.
6. Schnitt C-C durch, zum Beispiel einen Verbrennungsmotor.
7. Prinzip-Skizze
8. Prinzip Skizze, 20a = 20b, elliptischen Zahnriemen Räder 2, und „Welle mit befestigtem Segmentkolbenpaar” 6., 90°, 21 zueinander.
9. Prinzip-Skizze
10. Prinzip-Skizze
11. Teilansicht
12. Segmentkolbenpaar mit Welle
13. elliptisches Zahnriemenrad.
14. Zahnriemenritzel
15. Zahnriemen (vereinfacht dargestellt, teilweise ohne Zähne)
16. Antrieb der beiden Segmentkolbenpaare auf einer Seite.
17. „Welle mit befestigtem Segmentkolbenpaar” 6., elliptischer Zahnriemenräder 2, kreisförmigen Zahnriemenritzel 3, und Zahnriemen 5 zueinander in 3D Schnitt B-B, Schnitt C-C.
Der erfindungsgemäße Antrieb (Abtrieb) für Segmentkolbenmaschinen bezieht sich auch auf zum Beispiel: Verbrennungsmotor, Druckluftmotor, Kompressor, Vakuumpumpe, Verdränger Pumpe für Flüssigkeiten, (Heißluft) – Heißgasmaschine – (mit angepassten Kolben).. Anhand der 1 bis 17 soll die Erfindung „Antrieb, (Abtrieb) durch: ”Elliptische Zahnriemenräder-Zahnriemen-Ritzel für Zahnriemen” dargestellt gestellt werden.
Die Lösung der Aufgabe:
(Entspricht auch: Elliptischen Kettenrädern-Ketten-Kettenradritzel.)
Es betrifft „Segmentkolbenmaschinen”, sei es ein: Verbrennungsmotor, Druckluftmotor, Kompressor, Vakuumpumpe, Verdrängerpumpe für Flüssigkeiten oder eine (Heißluft) – Heißgasmaschine – (mit angepasstem Kolben), die sich im Gehäuse komplett 1 zum Beispiel im Uhrzeigersinn dreht. Dieses beruht auf der periodischen Änderung der Zellvolumina 20, wobei sich die Indizes „a” auf das Vergrößern des Volumens, die Indizes „b” auf das Verkleinern des Volumens beziehen. Durch die Drehung der Vorgelege-Welle 4 werden in dem gasdichten (je nach Verwendungszweck) Gehäuse komplett durch den Antrieb, zum Beispiel eine Pumpe oder (Abtrieb zum Beispiel, ein Verbrennungsmotor) deren „Welle mit befestigtem Segmentkolbenpaar” 6. und die zweite „Welle mit befestigtem Segmentkolbenpaar” mit ungleichförmigen Drehbewegungen zueinander angetrieben werden, Zum Beispiel zweckmäßigerweise durch die Anordnung elliptischer Zahnriemenräder 2 auf den „Welle mit befestigtem Segmentkolbenpaar” die bei gleichem Zellvolumen 20a und 20b beide in eingebautem Zustand um 90° versetzt angeordnet sind, und die mit den kreisförmigen Zahnriemenritzel 3 auf der Vorgelege-Welle über die Zahnriemen 5 formschlüssig verbunden sind. Oder an Stelle der kreisförmigen Zahnriemenritzel befinden sich elliptische Zahnriemenräder, je um 90° versetzt auf der Vorgelege-Welle, die mit den Zahnriemen formschlüssig verbunden sind, Bei Bedarf können die Getrieberäume 11 über die Öleinfüllschraube 12 und Ölablassschraube 13 versorgt werden. Die Ölkontrolle erfolgt über ein Sichtfenster 22. Der Getrieberaum ist zugänglich, ohne die Demontage vom Gehäuse komplett.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 2603893 [0002, 0002]
FR 2244367 [0002]
DE 2263111 [0002]
DE 2409232 [0002]
DE 2328365 [0002]

Claims

Antrieb von Segmentkolbenmaschinen, der durch Ausnutzung sich periodisch ändernder Arbeitsvolumen (20a und 20b) in der Rubrik: „Lösung der Aufgabe” beschrieben ist, ist anhand von einem Beispiel dargestellt: In einem zylindrischen Gehäuse komplett (1) durch Verwendung von elliptischen Zahnriemenräder (2) und kreisförmigen Zahnriemenritzel (3), die als Übertragungsglieder einen Zahnriemen (5) haben und aus min. zwei „Welle mit befestigtem Segmentkolbenpaar” (6) bestehen. Die Winkelsumme pro Segmentkolben ist max. gleich oder kleiner dem Winkel, der beim Anlegen der Strecke des 1/8 des Umfangs des elliptischen Zahnriemenrades (2) entspricht, angelegt vom größten Durchmesser der Ellipse, multipliziert mit zwei, wobei das kreisförmige Zahnriemenritzel (3) zweckmäßiger Weise eine Kreisform aufweist, und den gleichen Umfang wie das elliptische Zahnrad hat, Der im oberen Abschnitt beschriebene Antrieb genügt den jeweiligen Anforderungen der folgenden Beispiele als: Verbrennungsmotor: Ansaugen-Verdichten-Verbrennen-Ausstoßen. Druckluftmotor: Einströmen-Ausströmen. Kompressor: Ansaugen-Verdichten. Vakuumpumpe: Großes Volumen ansaugen – mit kleinstem schädlichem Raum ausschieben. Verdrängerpumpe für Flüssigkeiten: Ansaugen-Ausschieben. (.Heißluft) – Heißgasmaschine – (mit angepasstem Kolben). Auf heißer Seite Volumenvergrößerung, auf kalter Seite Volumenverkleinerung.
Antrieb von Segmentkolbenmaschinen, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass an Stelle der elliptischen Zahnriemenräder, elliptische Kettenräder (2), an Stelle kreisförmige Zahnriemenritzel, kreisförmige Kettenräder (3) und an Stelle der Zahnriemen, Ketten (5) verwendet sind.
Antrieb von Segmentkolbenmaschinen, nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zwei Getriebekästen, mit je einer Oleinfüllschraube (12), einer Ölablaßschraube (13), und einem Sichtfenster (22) ausgerüstet sind. Der Getrieberaum (11) ist zugänglich, ohne die Demontage vom Gehäuse komplett (1).
Antrieb von Segmentkolbenmaschinen, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass der Antrieb der beiden „Wellen mit befestigtem Segmentkolbenpaar” (6). nur von einer Seite erfolgt, – dass die erste, in einem zylindrischen Gehäuse komplett (1) vorhandene „Welle mit befestigtem Segmentkolbenpaar” (6)a eine Hohlwelle ist. und die zweite „Welle mit befestigtem Segmentkolbenpaar” (6)b eine Vollwelle, die am Ende in der gegenüberliegenden Gehäuseabdeckung gelagert ist, – dass auf der Hohlwelle „Welle mit befestigtem Segmentkolbenpaar” (6)a, und auf der Vollwelle „Welle mit befestigtem Segmentkolbenpaar” (6)b, die elliptischen Zahnriemenräder (2) befestigt sind, – dass die kreisförmigen Zahnriemenritzel (3), auf der (kurzen) Vorgelege-Welle (4) befestigt sind, als Übertragungsglieder den Zahnriemen (5) haben. – dass die Hohlwelle „Welle mit befestigtem Segmentkolbenpaar” (6)a, auf der Vollwelle „Welle mit befestigtem Segmentkolbenpaar” (6)b, gelagert ist. Die Antriebe bzw. Abtriebselemente befinden sich axial hintereinander.
Antrieb von Segmentkolbenmaschinen, nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Getriebekästen mit einer Öleinfüllschraube (12), einer Ölablaßschraube (13), und einem Sichtfenster (22), ausgerüstet ist.
Antrieb von Segmentkolbenmaschinen, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sich an Stelle der kreisförmigen Zahnriemenritzel (3) elliptische Zahnriemenräder (2), je um 90°, (21) versetzt auf der Vorgelege-Welle (4) befinden, die mit den Zahnriemen (5) formschlüssig verbunden sind und den gleichen Umfang wie die Zahnriemenräder (2) haben.
Antrieb von Segmentkolbenmaschinen, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines Zahnriemen (5) und zum Beispiel bei kugelgelagerter „Welle mit befestigtem Segmentkolbenpaar” (6), (6)a, (6)b und Vorgelege-Welle (4) keine Schmierung im Getriebekasten benötigt wird.
Antrieb von Segmentkolbenmaschinen, nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die auftretenden Kräfte nicht linienförmig übertragen werden, sondern auf eine relativ große Fläche verteilt sind. Es ist eine geringe spezifische Kraft/Fläche vorhanden.
Antrieb von Segmentkolbenmaschinen, nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sich auf der „Welle mit befestigtem Segmentkolbenpaar” (6). folgendes befinden kann: elliptische Zahnriemenräder (2), oder kreisförmige Zahnriemenritzel (3), oder elliptische Kettenräder (2), oder kreisrunde Kettenradritzel (3), die den gleichen Umfang haben, wie die sich auf der Vorgelege-Welle (4) befindlichen, elliptischen Zahnriemenräder (2), oder kreisförmigen Zahnriemenritzel (3), oder elliptischen Kettenrädern (2), oder kreisrunden Kettenradritzel (3).