DE2555528C3 - Parallel- und innenachsige Rotationskolbenmaschine - Google Patents
Parallel- und innenachsige RotationskolbenmaschineInfo
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- 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
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
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Description
35
Die Erfindung betrifft eine paralLl- und innenachsige
Rotationskolbenmaschine als Druckmittelmotor, Verdichter oder Pumpe mit Hub- und Schlupfeingriff
zwischen einem mindestens zwei radial bewegliche Kolbenschieber aufweisenden Kolben, der auf einem
Exzenter einer Exzenterwelle sich drehend umläuft, und einem stationären, mindestens jeweils drei Einlaß- und
Auslaßöffnungen aufweisenden von Seitenteilen begrenzten Gehäusemantel mit kreisförmiger Kontur, mit
einem Führungsgetriebe, bestehend aus einem Ritzel und einem Hohlrad.
Es ist eine Rotationskolbenbrennkraftmaschine aus
der DE-OS 2056 314 bekannt, bei der der Kolben auf
der Zylinderinnenwand abläuft und mit einem Hohlrad zentrisch verbunden ist Die im Zylindermittelpunkt
drehbar gelagerte Abtriebswelle weist einen drehfesten Hebel auf, dessen anderes Ende ein Ritzel im
Kämmeingriff mit dem Hohlrad drehbar gelagert hält Bei Drehung des Kolbens läuft dieser umfangsmäßig in
der Gegendrehrichtung auf der Zylinderinnenwand ab. Der Hebel wird entsprechend dem Umlauf des Kolbens
um Jen Mittelpunkt der Abtriebswelle geschwenkt Das Drehzahlverhältnis zwischen Abtriebswelle und Kolben
ist 1 :1. Der lnnendurchmessser des Zylinders und der Außendurchmesser des Kolbens müssen immer in einem
bestimmten Verhältnis stehen, um den verfahrenstechnischen Ablauf zu ermöglichen. Durch obengenannte
Offenlegungsschrift wird keine Lehre vermittelt, die den Zusammenhang zwischen der Kolbenschieberanzahl
und dem Führungsgetriebe erkennen läßt. b-,
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotationskolbenmaschine der eingangs geschilderten
Art zu schaffen, die sich durch eine gute Kraftausnut
zung und einen guten Rundlauf auszeichnet
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß das Ritzel mit dem Kolben und das Hohlrad mit dem Gehäuse jeweils drehfest verbunden ist, daß der
Tejlkreisdurchmesser des Hohlrades um das Verhältnis
von Tejlkreisdurchroesser des Ritzels zur Anzahl der
Kolbenschieber größer ist als der Teilkreisdwchmesser
des Ritzels und folglich die Anzahl und Anordnung der Einlaß- UEd Auslaßöffnungen bestimmt ist durch das
Verhältnis von 360" zu der um eines erhöhten Anzahl
der Kolbenschieber.
Die Kolbenschieber gleiten dicht auf der Gehäusemantelinnenwand und bilden soviel volumenveränderliche
Arbeitskammern wie Kolbenschieber vorhanden sind. In jeder Arbeitskammer laufen Druckbeaufschlagung
und Druckloswerden nacheinander, aber phasenverschoben zu den anderen Arbeitskammern ab. Der
Kolben ist mit seinem Ritzel ständig an der höchsten Stelle des Exzenters im Eingriff mit dem stationären
Hohlrad.
Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Rotationskolbenmaschine als Druckmittelmotor wird der Arbeitsdruck des Druckmittels sowohl von der Kreiskolbenfläche
als auch von der Differenzfläche derjenigen zwei aus dem Kolben herausragenden Kolbenschieber, die
die druckbeaufschlagte Arbeitskammer bilden, zum Antrieb der in dem Kolben umlaufenden Exzenterwelle
verwendet, die sich zur Drehrichtung des Kolbens gegensinnig dreht
Durch die Anzahl der Kolbenschieber wird das
Drehzahlverhältnis von Kolben zur Exzenterwelle festgelegt Weist der Kolben beispielsweise zwei
Kolbenschieber auf, beträgt die Drehzahl der Exzenterwelle das Zweifache des Kolbens, bei drei Kolbenschiebern
das Dreifache, bei vier Kolbenschiebern das Vierfache usw. Bei einer Drehung des Kolbens um den
Exzentermittelpunk' hat die Exzenterwelle soviel Umdrehungen vollbracht wie die Anzahl der Kolbenschieber
groß ist
Die Zu- und Abflußstellen der erfindungsgemäßen Rotationskolbenmaschine errechnen sich aus 360°
dividiert durch die um eines erhöhte Kolbenschieberanzahl.
Wird bei steigender Kolbenschieberanzahl der gleiche Teilkreisdurchmesser des Ritzels beibehalten,
vermindert sich die Exzentrizität was bei gleichem Exzenterdurchmessser eine Durchmesservergrößerung
des Abtriebs- bzw. Antriebszapfens der Exzenterwelle und damit eine Verbreiterung des Kolbens ermöglicht
Durch die Erfindung wird eine Rotationskolbenmaschine geschaffen, die sich durch einen guten Rundlauf
auszeichnet Es sind auf dem Zylinderumfang mindestens jeweils drei Einlaß- und Auslaßöffnungen gleichmäßig
angeordnet Die Einlaß- und Auslaßöffnungen kommen nacheinander in Drehrichtung der Exzenterwelle
gesehen zur Wirkung.
Das gute Rundlaufen und die gute Kraftausnutzung werden dadurch erheblich gefördert daß mindestens
drei Druckbeaufschlagungen pro Exzenterumdrehung erfolgen und daß sich ab drei Kolbenschieber eine
Überdeckung der Druckbeaufschlagungstakte ergibt
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachstehend näher erläutert. Nicht zum
Verständnis der Erfindung beitragende, an sich bekannte Einrichtungen werden der besseren Übersicht halber
fortgelassen.
Fig, 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Pruckmittelmotor;
Fig,2 bis 6 zeigen schematisch den Kolben in
verschiedenen Stellungen während einer Umdrehung der Exzenterwelle,
Das Gehäuse des Druckmittelmotors besteht aus einem Gehäusemantel 11 und den Seitenteilen 12 und 13
(Fig. I), Dadurch wird ein kreisförmiger Arbeitsraum
14 gebildet, der senkrecht zu den Seitenteilen 12 und 13
von einer Exzenterwelle 15 durchsetzt ist Die Exzenterwelle 15 ist zentrisch zum Arbeitsraum 14 in
den Seitenteilen in Bohrungen 16 und 17 gelagert
Der sich im Arbeitstraum 14 befindliche Exzenter 18 der Exzenterwelle 15 trägt einen drehbar auf dem
Exzenter 18 gelagerten: Kolben 19, der seitlich ein koaxiales Ritzel 21 aufweist, das in eine innere
Ausnehmung 22 des Seitenteils 12 ragt In der runden, koaxial zum Arbeitsraum 14 angeordneten Gehäuseausnehmucg
22 ist ein Hohlrad 23 gehäusefest eingesetzt das mit dem Ritzel 21 kämmt
Im Kolben 19 sind vier radiale Schlitze, von denen in
F i g. 1 nur der Schlitz 26 zu sehen ist, eingebracht die
über die gesamte Breite des Kolbens 19 reichen. Jeweils zwei Schlitze schließen einen Winkel von 90° ein. In den
Schlitzen 26 werden Kolbenschieber 29 bis 32 verschiebbar geführt, die mit ihren Dichtspitzen ständig
an der Zylinderinnenwand anliegen und somit vier volumenveränderliche Arbeitskammern I bis FV bilden,
jeder Kolbenschieber 29 bis 32 weist seitlich einen Kulissenstein 34 auf, der in eine im Seitenteil 12
eingelassene, ringförmige Nut 35 ragt, die koaxial zum Arbeitsraum 14 angeordnet ist Es ist auch möglich, die
Kolbenschieber 29 bis 32 beidseitig in einer Nut zu führen.
Der Teilkreisdurchmesser des Ritzels 21 des Kolbens 19 ist ein Vielfaches der Kolbenschieberanzahl, die hier
vier beträgt Der Teilkreisdurchmesser des Hohlrades 23 im Gehäuse ist nach folgender Rechnung bestimmt:
dH
dH
d„
N
d„
N
Teilkreisdurchmesser des Hohlrades
Teilkreisdurchmesser des Ritzels
Anzahl der Kolbenschieber
Teilkreisdurchmesser des Ritzels
Anzahl der Kolbenschieber
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Teilkreisdurchmesser des Hohlrades ein Viertel größer als der
Teilkreisdurchmesser des Ritzels.
Der Kolben 19 gleitet seitlich dicht im Arbeitsraum 14.
Gleichmäßig Ober den Umfang des Gehäusemantels U verteilt sind fünf Einlaß- und Auslaßöffnungen
darstellende Durchbohrungen 36 bis 40 im Gehäusemantel 11 vorgesehen, d. L, alle 72° eine Durchbohrung.
Nach außen sind diese Durchbohrungen durch je einen Stopfen 41 druckmitteldicht verschlossen.
Über mit den Durchbohrungen 36 bis 40 verbundene Querbohrungen 42 und ein Leitungsnetz im Seitenteil 12
können der Arbeitsraum 14 und damit die volumenveränderlichen Arbeitskammern I bis IV mit Druckmittel
versorgt oder von Druckmittel entlastet werden. Das Leitungsnetz im Seitenteil 12 weist fünf mit den
Querbohrungen 42 im Gehäusemantel 11 fluchtende Verbindungsbohrungen 47 auf, wovon jede an zwei
parallel zueinander liegende Radialbohrungen 52, 53 angeschlossen ist Die Radialbohrungen 52,53 enden in
der Bohrung 16.
Der in der Bohrung 16 gelagerte Zapfenabschnitt 54 der Exzenterwelle 15 r/eist im Bereich der radialen
Abflußbohrung 52 eine Steuernut 55 über den halben Zapfenumfeng auf, die durch eine radiale Zapfenbohrung
56 mit einer Axialbohrung 57 in der Exzenterwelle 15 verbunden ist Weiter weist der Zapfenabschnitt 54
im Bereich der radialen Zuflußbohrung 53 eine über den
halben Umfang des Zapfenabschnittes 54 reichende Steuernut 58 auf, die etwa um einen halben Umfang
versetzt angeordnet ist Diese Steuernut 58 steht über eine radiale Zapfenbohrung 59 mit der Axialbohrung 57
ίο der Exzenterwelle 15 in Verbindung,
Der Zapfenabschnitt 54 weist weiterhin eine über den gesamten Umfang des Zapfenabschnittes 54 reichende
Versorgungsnut 61 auf, die über eine weitere radiale Zapfenbohrung 62 mit der Axialbohrung 57 der
Exzenterwelle 15 in Verbindung steht Diese über den gesamten Umfang reichende Versorgungsnut 61 ist im
Mündungsbereich einer Druckmittelversorgungsbohrung 63 angeordnet über die der Druckmittelmotor von
einer hier nicht dargestellten hydraulischen Druckrnittelquelle
mit Druckmittel versorgt wird.
Die Axialbohrung 57 der Exzenterwelle 15 weist
zwischen den radialen Zu- und AbfiüiJbohrungen 53,52
einen Verschlußstopfen 64 auf. Dieser Stopfen 64 dient zur Trennung von Zu- und Rücklauf.
Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Druckmittelmotors wird nachstehend anhand der
F i g. 2 bis 6 näher erläutert
Die Drehrichtung des Kolbens 19 erfolgt im Uhrzeigersinn um den Exzentermittelpunkt 65. In der
Darstellung nach Fig.2 ist die Arbeitskammer I im oberen Totpunkt und hat ihr kleinstes Volumen. Die
einzelnen Arbeitskammern I —IV sind in folgenden Zuständen:
Ausstoßen Ende, Druckbeaufschlagung Anfang
Druckbeaufschlagung
Druckbeaufschlagung Ende, Ausstoßen Anfang
Drucklos (Ausstoßen)
Druckbeaufschlagung
Druckbeaufschlagung Ende, Ausstoßen Anfang
Drucklos (Ausstoßen)
Gegenfiber Fig.2 hat sich die Exzenterwelle 15
gemäß der Stellung in F i g. 3 entgegen dem Uhrzeigersinn um 90° gedreht, wogegen der Kolben 19 durch das
durch die bereits beschriebene Auslegung des Zahnradverhältnisses festgelegte Drehzahlverhältnis des Kolbens
19 zur Exzenterwelle 15 von 1 :4 eine Bewegung von 22,5° ausgeführt hat Die Arbeitskammern sind in
folgenden Zuständen:
Arbeitskammer I
Arbeitskammer II
Arbeitskammer III
Arbeitskammer IV
Arbeitskammer II
Arbeitskammer III
Arbeitskammer IV
Druckbeaufschlagt
Drucklos (Ausstoßen)
Drucklos (Ausstoßen)
Druckbeaufschlagt
Drucklos (Ausstoßen)
Drucklos (Ausstoßen)
Druckbeaufschlagt
In der Fig.4 hat sich die Exzenterwelle 15 um 180°
und der Kolben 19 um 45° gedreht Die Arbeitskammern sind in folgenden Zuständen:
Arbeitskammer I
Arbeitskammer II
Arbeitskammer III
Arbeitskammer IV
Arbeitskammer II
Arbeitskammer III
Arbeitskammer IV
Drucklos (Ausstoßen)
Drucklos (Ausstoßen)
Druckbeaufschlagt
Druckbeaufschlapt
Drucklos (Ausstoßen)
Druckbeaufschlagt
Druckbeaufschlapt
In der Darstellung nach F i g. 5 hat sich die
Exzenterwelle 15 u ? 270° und der Kolben 19 um 67,4° gegenüber der Ausgangsstellung gemäß F i g. 2 gedreht.
Die Arbeitskammern sind in folgenden Zuständen:
Arbeitskammer I
Arbeitskammer II
Arbeitskammer III
Arbeitskammer IV
Arbeitskammer II
Arbeitskammer III
Arbeitskammer IV
Drucklos (Ausstoßen) Druckbeaufschlagt Druckbeauf schlagt Drucklos (Ausstoßen)
In der F i g. 6 wird die Exzenterwelle 15 kurz vor der
Vollendung einer Umdrehung gezeigt. Die Exzenterwelle 15 hat sich um 340° gegenüber der Stellung in
Fig. 2gedreht.
Die Arbeitskammern sind in folgenden Zuständen:
Arbeitskammer I
Arbeitskammer Il
Arbeitskammer III
Arbeitskammer IV
Arbeitskammer Il
Arbeitskammer III
Arbeitskammer IV
Druckbeaufschlagt Druckbeaufschlagt Drucklos (Ausstoßen) Drucklos (Ausstoßen)
Wenn die Exzenterwelle 15 eine Umdrehung (360°)
beendet hat, beginnt die zweite Umdrehung, in der die Arbeitskammer IV die obere Arbeitskammer ist, da sich
der Kolben i9 um ein Viertel (5Cr) gedreht hai.
Die sich drehende Exzenterwelle 15 steuert über die Steuernuten 55 und 58 den Zu- und AbfluB des Mediums
zu den Arbeitskammern.
Die einzelnen Phasen des Druckbeaufschlagens und Druckloswerdens spielen sich begleichzeitig mit ent-ϊ
sprechender Phasenverschiebung in den vier Arbeitskammern I bis IV ab, so daß bei jeder Umdrehung der
Exzenterwellen 15 jede Einlaß- und AuslaDöffnung 36 bis 40 einmal druckbeaufschlagt und einmal drucklos
wird. Die Beaufschlagungsfolge der Arbeitskammern
in ist: I —IV —III —II —I —IV-III— usw.
Die Druckmittelkräfte wirken in der jeweiligen Arbeitskammer sowohl auf die Fläche des Kolbens 19
als auch auf die Differenzfläche der die betreffende Arbeitskammer bildenden Kolbenschieber zum Antrieb
ii der Exzenterwelle 15.
Bei der Erstellung größerer Rotationskolbenmaschinen der erfindungsgemäßen Art sind für jede Arbeitskammer
mehr jeweils eine Einlaß- und Auslaßöffnung mehr auf dem Umfang des Hohlzylinders 11 anzuordneu.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
- Patentansprüche;1, Parallel- und innenachsige Rotationskolbenmaschine als Prwckmittelmotor, Verdichter oder s Pumpe mit Hub- und Schlupfeingriff zwischen einem mindestens zwei radial bewegliche Kolbenschieber aufweisenden Kolben, der auf einem Exzenter einer Exzenterwelle sich drehend umläuft, und einem stationären, mindestens jeweils drei Einlaß- und Auslaßöffnungen aufweisenden, von Seitenteilen begrenzten Gehäusemantel nut kreisförmiger Kontur, mit einem Führungsgetriebe, bestehend aus einem Ritzel und einem Hohlrad, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (21) mit dem is Kolben (19) und das Hohlrad (23) mit dem Gehäuse (U, 12, 13) jeweils drehfest verbunden ist, daß der Teilkreisdurchmesser des Hohlrades (23) um das Verhältnis von Teilkreisdurchmesser des Ritzels (21) zur Anzahl der Kolbenschieber (29 bis 32) größer ist als der TeSkreisdurchmesser des Ritzels (21) und folglich die Anzahl und Anordnung der Einlaß- und Auslaßöffnungen (36 bis 40) bestimmt ist durch das Verhältnis von 360° zu der um eins erhöhten Anzahl der Kolbenschieber (29 bis 32).
- 2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenschieber (29 bis 32) in einem oder beiden Seitenteilen jeweils in einer ringförmigen, koaxial zur Gehäusemantelachse angeordneten Nut (35) geführt werden.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752555528 DE2555528C3 (de) | 1975-12-10 | 1975-12-10 | Parallel- und innenachsige Rotationskolbenmaschine |
GB2706776A GB1533002A (en) | 1975-07-05 | 1976-06-29 | Rotary positive-displacement machines of the sliding vane kind |
SE7607636A SE7607636L (sv) | 1975-07-05 | 1976-07-02 | Rotationskolvmaskin |
NL7607362A NL7607362A (nl) | 1975-07-05 | 1976-07-02 | Rotatiezuigermachine. |
IT5024676A IT1066485B (it) | 1975-07-05 | 1976-07-02 | Motore a pistone rotante |
FR7620440A FR2317498A1 (fr) | 1975-07-05 | 1976-07-05 | Machine a piston rotatif |
JP7908076A JPS528208A (en) | 1975-07-05 | 1976-07-05 | Rotary piston machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752555528 DE2555528C3 (de) | 1975-12-10 | 1975-12-10 | Parallel- und innenachsige Rotationskolbenmaschine |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2555528A1 DE2555528A1 (de) | 1977-06-23 |
DE2555528B2 DE2555528B2 (de) | 1977-12-15 |
DE2555528C3 true DE2555528C3 (de) | 1978-08-10 |
Family
ID=5963985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752555528 Expired DE2555528C3 (de) | 1975-07-05 | 1975-12-10 | Parallel- und innenachsige Rotationskolbenmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2555528C3 (de) |
-
1975
- 1975-12-10 DE DE19752555528 patent/DE2555528C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2555528B2 (de) | 1977-12-15 |
DE2555528A1 (de) | 1977-06-23 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |