DE2107137A1 - Mittelachsige drehkolbenartige Umlaufkolbenmaschine mit zylindrischer Trommel als Rotationsteil - Google Patents

Description

• Mittelachsige drehkolbenartige Umlaufkolbenmaschine mit zylindrischer Trommel als Rotationsteil.
• Anwendungsgebiet: Die Erfindung betrifft einen kotationskolbenmotor nach dem sogen. "Katz-und Mausprinzip" ( mit zylindrischer Trommel, sowie einem Schwingteil mit entsprechendem Umlaufgetriebe), verwendbar als Verbrennungsmotor und Kompressor.
• Zweck: Bei großen Maschinen ist es erforderlich, einerseits die Abgangsdrehzahlen klein zu halten, anderseits aber große Leistungen zur Verfügung zu steilen, sowie geringen Raum und geringen Gewichtsbedarf zu verwirklichen.
• Stand der Technik mit Fundstellen: Die bisherigen Konstruktionen haben zwei Kolbenelemente mit jeweils zwei gegenüberliegenden Kreissektoren, so daß jeder Kolben aus einer Art Flügelpaar besteht, ( englische Patentschriften Nr. 987 989; 1 o28 o98 1 031 626 ).
• Diese Anordnung, selbst mit nur einem Sektor pro Kolben, hat den Nachteil, daß alle in Berührung befindlichen Teile gegenseitig abgedichtet-werden müssen, beide Kolben gegeneinander, sowie beide Kolben gegen das Gehäuse.
• Bs entstehen Dichtgrenzensprünge, bzw. die Dichtgrenze ist nicht geschlossen und somit eine Abdichtung sebr schwierig ( ATZ 66/4 S. 120-124).
• Aufgabe: Die Aufgabe besteht darin, eine Kompressionsmaschine au verwirklichen, die erstens bei kleinem Raumbedarf einen hohen Volumendurchsatz erzielt und zweitens an jedem abzudichtenden, bzw. dichtenden Teil eine geschlossene Dichtgrenze gewährleistet.
• Lösung: Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auf folgende Weise gelöst: Der:Rotationsteil besteht aus einer geschlossenen Trommel- (7) und in ihr fest angeordneten Kreissektoren. Zu beiden Seiten dieser Sektoren befinden sich Schlitze in der Trommelwand, durch die Gas in die Trommel zu-oWer abströmen kann.
• In der Trommel bewegt sich ein sektorenförmiges Schwingteil (6). Dieses teilt die Trommel in vier Kammern (A,B,C,D,) die sich durch die Schwingbewegung Jeweils vergrößern oder verkleinern.
• Weitere Ausgestaltung der Erfindung: Um den Bewegungsablauf zu garantieren, sind Trommel, bewégliche-Welle und Außengehäuse durch ein Getriebe verbunden, welches in Prinzip einer Kurbelschwinge entspricht.-Die Wange der zugehörigen Kurbelwelle ist als Zahnrad ausgebildet, das in die Innenverzahnung des Außengehäuses eingreift. Getriebegehäuse (2) und Trommel (7) drehen sich um eine zentrische Achse.
• Die Schwinge (3) trägt eine Schiebehülse, die mit einem Pleuel-und einem Kurbelzapfen am Wellenende des Schwingteils (6) im Eingriff steht.
• Erzielbare Vorteile: Infolge der Ausführung des Rotationsteiles als Trommel, entfällt die Steuerung der Außengehäuseschlitze ( 9,10) durch das Schwingteil. Damit läßt sich eine beliebige Übersetzung von Ifurbelwellenrad zu Außengehäuserad gestalten mit i=1-:2 ; i=1:3 ; i=1:4, d.h. die Schwinge t3) macht während einea Umlaufes der Trommel bei i=1:2 zwei Hin-und Hergänge, bei i=1:4 vier Hin-und Hergänge.
• Dabei wird jeweils das gesamte Volumen der Trommelräume umgesetzt. Bei einem Viertaktmotor wird während eines Trommelumlaufes jeder Raum der Trommel einmal bei i=1:2, zweimal bei i=1:4, mit Fischgas versorgt. Die Sehlitze in der Trommel (Fig.VIII) und im Außengehäuse (Fig.IX) sind in zwei Ebenen angebracht (Ebene 1 und II) Bei der Trommel liegen die sich gegenüberliegenden Schlitze (1800 verschoben) -in einer Ebene, die am gleichen Trommelsektor liegenden Schlitze in zwei Ebenen.
• Bei dem Außengehäuse sind die Schlitze ebenfalls in zwei benen angebracht und die mit gleichen Aufgaben bedachten Schlitze, bei i=1:2, um 90° verschoben, d..h. der Einlaßschlitz. von Ebene I ist gegenüber dem Einlaßschlitz von Ebene II, bezogen auf die Einlaßbeginnkante, um 900 plus Schlitzbreite der Trommel versetzt angeordnet, so daß der gesamte Zyklus in Ebene 1 um 900 plus Schlitzbreite der Trommel, vor-oder nacheilt Diese Anordnung ist nötig, um das Schwingteil (6) in der gezeigten Form gestalten zu können. Der vorteil liegt in dem kleinen Schwingwinkel (120-150°) des Schwinrteils.
• Dieser Schwingwinkel kann mittels einer Kurbel und eines Pleuls ausgeführt werden. Bei Schwingwinkeln über 1800 ist eine einfache Kurbel, in der dargestellten Form am Ende des Schwingteiles, nicht anwendbar.
• Ein weiterer Vorteil ist die Trennung des Schwingteiles von dem Außengehäuse; dadurch wird erreicht, daß jedes sich bewegende Teil eine geschlossene Dichtgrenze erhalt.
• Beschreibung eines Ausführungsbeispieles: rür ein Ausführungsbeispiel als erbrennungsmotor sind in Figur I vier Arbeitstakte dargestellte Bild Ia) zeigt Ansaugende der Kammer A und Expansionsende für Kammer C-Bild Ib) zeigt nach 900 Umlauf dGr Trommel und einen Hingang des Schwingteiles Zündung für Kammer A, Ansaugebeginn für Kammer C.
• Bild Ic) zeigt nach 180° Umlauf der Trommel und einen Hergang der Schwinge Expansionsende der Kammer A, Kompressionsbeginn für Kammer C.
• Bild Id) zeigt nach 2700 Unllauf der Trommel und einen Hingang der Schwinge Ansaugebeginn für Kammer A, Zündung für Kammer C.
• Bild Te) zeigt nach 3600: Umlauf der Trommel Kompressionsbeginn der Kammer A, Ausschubbeginn der Kammer C.
• Fig.. II zeigt den um 960 verschobenen Zyklus der Kammern B und D in der 2. Ebene. Der Ablauf beginnt für Kammer B bzw.
• Kammer D bei Bild IIa,-. wie in Bild Ib beschrieben, also 90° voreilender Zyklus für Kammer D bzw. B gegenüber Kammer A bzw. C.
• Fig. III zeigt-das zugehörige Getriebe für i=1:4.
• Fig IV zeigt das Getriebe für i=1:2.
• In Fig. V wird ein Querschnitt durch ein Beispiel gezeigt.
• Die Maschine besteht aus der umlaufenden Trommel (7), dem Schwingteil (6), welches in der Trommel läuft, dem an der Trommel angeflanschten Getiebegehäuse (2), dem Getriebe, bestehend aus Kurbelwelle als Zahnrad ausgebildet (5), dem Pleuel (4),. der Schwinge mit Schiebehülse und Pleuel (3), der im Außengehäuse angebrachten Innenverzahnung (1) und dem Außengehäuse (11).
• Es sind ferner die Trommelschlitze (8), sowie die Gehäuseschlitze (9,. 10) sichtbar.
• Fig. VI zeigt einen Schnitt durch die Trommel, Fig. VII zeigt einen Schnitt durch das Getriebe Fig.. VIII zeigt die Schlitzanordnung der Trommel Fig.. IX zeigt die Schlitzanordnung im Außengehäuse.
• Fig. X zeigt das Schwingteil.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Oberbegriff: Rotationskolbenmotor nach dem "Eatz-und Sausprinzip" mit zylindrischer Trommel und einem Schwingteil mit angepaßtem Getriebe, der als Verbrennungsmotor und Kompressor verwendbar ist.

   Kennzeichnender Teil: Die Maschine ist dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationsteil aus einer zylindrischen Trommel, besteht, die mit Kreissektoren und in zwei Ebenen angeordneten Schlitzen im Trommelmantel ausgestattet ist. In ihr bewegt sich ein Schwiqteil, bestehend aus zwei Kreissektoren an einer Welle, die über ein Getriebe mit der Trommel und dem Außengehäuse in Verbindung steht.

   Durch die Trommel wird die Trennung von Schwingteil und Außengehäuse erzielt. Das Außengehäuse trägt ebenfalls in zwei Ebenen versetzt angeordnete Schlitze.

   Oberbegriff des Unteranspruchs: Das Umlaufgetriebe für den Rotationskolbenmotor als Kurbelschwinge.

   Kennzeichnender Teil des Unteranspruchs: Das Umlaufgetriebe für den Rotationskolbenmotor als Kurbelschwinge ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle als Zahnrad ausgebildet ist, die Schwinge ist mit einer Schiebehülse ausgerüstet, welche durch ein Pleuel mit der Kurbel des Schwingteiles im Eingriff steht und das gesamte Getriebe einer feststehenden Innenverzahnung des Außengehäuses umläuft.

   L e e r s e i t e