DE2614894A1

DE2614894A1 - Rotationskolben-kraft- und/oder arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE2614894A1
Application number: DE19762614894
Authority: DE
Inventors: Hans L Ehlert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-04-06
Filing date: 1976-04-06
Publication date: 1977-11-03
Also published as: DE2614894B2; DE2614894C3

Description

Rotationskolben-Kraft-und/oder Arbeitsmaschine und Verfahren zur Herstellung derselben.
Die Erfindung betrifft eine Rotationskolben-Kraft-und/oder Arbeitsmaschine für vielseitige Verwendung.
Rotationskolbenmaschinen sin seit Jahren bekannt und werden nach den verschiedensten Baukonzepten hergestellt.
Trotz großer Ausführungsunterschiede arbeiten die bisher bekannten Maschinen meist in der Weise,daß von umlaufenden Kolbenkörpern angrenzende Arbeitsräume im Zusammenwirken mit einem Arbeitsmittel wechselweise vergrößert und verkleinert werden.
Bei der praktischen Anwendung, dieses so einfach erscheinenden Grundkonzeptes,treten jedoch eine Reihe von Problemen auP,von denen hier nur einige erwähnt seien,da sie u.a mit als Kernprobleme für den Bau von Rotationskolbenmaschinen zu betrachten sind und häufig nicht unerhebliche Schwierigkeiten bei der Suche nach geeigneten Lösungen mit sich bringen.
Sie lösen wiederum bei den vielen unterschiedlichen Konstruktionen eine solche Anzahl von speziellen Problemen aus ;daß wiegen der Fülle des Stoffes hier keine einzelnen Konstruktionen und Patentanmeldungen mit ihre jeweiligen Sonderheiten behandelt'sondern nur prinzipielle Konstruktionsrichtungen mit einigen ihrer wesentlichen Merkmale kurz angesprochen werde können So finden bei einigen Konstruktionsrichtungen zwar rotierende Bewegungen von Kolbenkörpern statt,zur Erlangung der gewünschten Volumens änderungen müssen aber zusätzliche,häufig seitliche Bewegungen der Kolbenkörper,vorzugsweise durch einen exzentrischen Antrieb mit hingenommen werden,die zu Massenkräften und Schwingungen führen,die den üblichen Kolbenmotoren in ihren Nachteilen ähnlich und meist auch nur mit den gleichen Gegenmaßnahmen,wie z.B. Gegengewichten etc. auszugleichen sind,wodurch ein wesentlicher Vorteil einer möglichst ideal arbeitenden Rotationskobennaschine,wie die gleichmäßigkeit im Kräfte-und Gewichtsumlauf und damit die laufruhe verloren geht Dies wirkt sich vor allem in den kritischen Drehzahlbereichen aus.
Ein Teil der Konstruktionsrichtungen sieht vor,daß der Antrieb von rotierenden Kolbenkörpern außschließlich über innen-oder außenverzahnte Radkombinationen, Kettenantriebe,Riemen etc.erfolgt,wobei häufig nach @ einer gewissen Laufzeit,oder durch Temperatureinwirkungen die Antriebsgenauigkeit in Form von unerwünschtem Spiel oder Schaukeln,insbesondere in Verbindung mit den in den Arbeitsräumen auftretenden Druckschwankungen zu unangenehmen Störungserscheintirigen führen, die manchmal mit einigen Gegenmaßnahmen,die ihrerseits auch wieder LTachteile mit sich bringen, erträglicher gestaltet werden können.So jird z.B. für einen an sich rund laufenden Maschinensatz,um das durch ein vorgeschaltetes Zahnradgetriebe nicht zu vermeiaende Spiel wenigstens an eine Seite zu verlagern,eine geringfügige Unwucht vorgeschlagen,die natürlich bei höheren Drehzahlen,besonders in den kritischen Drehzahlbereichen zu erheblichen Schwingungen führt.
Bei einigen KonstruKtionen werden auch Schwingungen durch ungeeignete Ausbildung oder Anordnung von Dichtelementen in einem solchen Umfang ausgelöst,daß sich diese Maschinentypen nur als "Langsamläufer" verwenden lassen.
Ein ganz wesentlicher Nachteil bei einen Teil der bisher bekannt gewordenen Rotationskolbenmaschinen ist jedoch darin zu sehen,daß sie in ihrer geometrischen Abwicklung zu Ku@venverläufen führen, die nur schwer zu ermitteln und in Formeln zu erfassen sind.
Zum Teil hat man sich dabei mit Zeichenhifsgeräten geholfen,so z.B. zur Epitrochoiden und Hypotrochoidenerzeugung durch äußere und innere Abrollvorgänge bei Zahnrädern,die mit einer Schreibvorrichtung gekoppelt die gewünschten Kurven aufzeichneten.DEr Genauigkeitsgrad solcher Geräte ist jedoch meist nicht ausreichend,um hiernach Produktionsvorgänge ablaufen zulassen.
Deshalb müssen in diesen Fällen die Ordinaten einer Vielzahl von Kurvenpunkten anhand komplizierter Forselen errechnet werden, damit so der genaue Kurvenverlauf ermittelt werden kann.
Beim Vergrößern oder Verkleinern des gleichen Maschinentypes ist für überschlägliche Betrachtungen zwar mittels eines Zeichengerätes,oder z.B. durch Abtragen von Kreisbögen der annähernde Verlauf der Äquidistanten zu finden,für genaue Ermittlungen reichen aber diese Methoden nicht aus und können deshalb die umständliche Einzelpunktordinatenberechnung nicht ersetzen.
Sehr wesentliche dachteile ergeben sich auch bei der Herstellung solcher Maschinen,da die Arbeitsvorgänge nicht immer in einfache Dreh-und Schwenkbewegungen von Rundlaufwerkzeugen zu zerlegen sind,sondern vorTqiegend nach Schablo@en in Kopierbearbeitungsverfahren erfolgen müssen,was bei Herstellung,Änderungen und späteren Nachbearbeitungsvorgängen erheblich nachteilig ist.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde,eine Rotationskolbenmaschine vorzuschlaOen,die alle zuvor erwähnten Nachteile nicht besitzt und darüber hinaus eine Reihe von Verbesserungen und Vorteilen gegenüber anderen Maschinentypen aufweist.
Verfahren zur Herstellung von Rotationskolben-Kraft-und/oder Arbeitsmaschinen D5m Verfahren zur Herstellung von Rotationskolben-Kraft-und/oder Arbeitsmaschinen liegt u.a. folgende Aufgabenstellung zugrunde: 1.) Ermittlung von Konstruktionsregeln für den Bau von Rotationskolbenmaschinen,bei denen sämtliche Teile klare geometrische Formen aufweisen,die sich ohne schwierige Iiurvenverlaufsernittlungvn durch Zusammensetzung exakt bestiminbarer- Linien,Kreise und Kreisbögen konstruieren lassen.
2.) Sämtliche Maschinenteile sollen außerdem so beschaffen sein,daß sie auf einfachste Weise,insbesondere unter Verwendung von Rundlaufwerkzeugen zu bearbeiten sind,wobei sich diese und/oder die Maschinenteile während der Bearbeitung wiederum auf einfach zu bestimmenden geometrischen Bahnen bewegen können.
3.) Darüber hinaus soll das Herstellungsverfahren den Bau von Rotationskolbenmaschinen nach dem Baukastenprinzip ermöglichen und dabei u a. folgende Vorteile bieten: 3.1 Ein möglichst einheitliches Herstellungsverfahren auch für Maschinen unterschiedlicher Verwendungs-und Einsatzbereiche.
3,2 Weitgehende Verwendung gleicher Maschinenteile mit dem Ziel drastischer Kostenminderung,bei der Produktion durch große Stückzahlen,bei Reparaturen durch spürbare Verringerung der Ersatrteilvorhaltung.
4.) Schaffung leistungsmäßig gestaffelter Standardmaschinentypen, die nach gleicher Grundkonzeption durch einfaches Vergrößern oder Verkleinern der Abmessungen gefertigt werden und so einengende Normungen für Vormaterial und Zulieferteile zulassen,was durch wesentliche Vergrößerung der Fertigungslose bei den Vorlieferanten wiederum zur Minderung der Herstellungskosten führt, 5.) Die nach dem Herstellungsverfahren gefertigten Rotationskolbenmaschinen sollten sowohl beim Anlaufen aus dem Stand,wie auch im Mittel-Hoch-und Höchsttourenbereich günstigste Leistungsmerkmale aufweisen, keine labile,sondern eine direkte,starre Kraftübertragung bei schwingungs-und geräuscharmem Lauf besitzen und über einen symmetrischen Ausgleich sämtlicher auftretenden Kräfte unter sich verfügen.
Alle diese Forderungen werden bei Anwendung der nachfolgenden Konstruktionsregeln erfüllt.
Abkürzungen für Konstruktionsregeln: FIG 4 (K) = Kolben " (KM) = Kolbenmittelpunkt " (KML) = Kolbenmittellinie " (KQL) = Kolbenquerlinie " (KE) = Kolbenecken " (KEM) = Kolbeneckenmittelpunkt 5 (KSE) = Kolbenseitenecken " (KSEM) = Kolbenseiteneckenmittelpunkt 4 (GE) = Gipfelecken " (GEM) = Gipfeleckenmittelpunkt " (SM) = Systemmittelpunkt " (SML) = Systemmittellinie (R) = Rotor " (AK) = Arbeitskammer " (VP) = Verbindungspunkt 1 (r1) = Hauptradius für den Umlauf der Kolbenmittelpunkte (KM) " (r2) = Kolbenradius " (r3) = Kolbenlagerradius " (r4) = Rotorradius " (r@) = Gehäuseinnenwandradius zwischen den Verbindungspunkten (VP) 2 (r6) = Kolbeneckenradius um die Punkte (KEM) " (r7) = Addition von (r1) und (r6) " (r@) = Radius des Kreises um (SM),der durch die Kolbeneckenmittelpunkte (KEM) des in die Mitte projizierten Kolbens verläuft n (r9) = Radius um die Gipfeleckenmittelpunkte (GEM) (r10) = Addition von (r4) und (r9).
" (r11) = Addition von (r1) und (r9).
n (r12) = Addition von (r7) und (r9).
3 (r15) = Radius der Kolbenseiteneckenrundung (KSE) " (r14) = Addition von (r1) und (r13).
Konstruktionsregeln: Unter der Annahme,daß gegeben sind: Der Systemmittelpunkt (SM) und der Hauntradlus (r1) gilt folgende Reihenfolge: 1.) Systemmittelpunkt (SM) auftragen.
2.) Um diesen einen Kreis mit (r1) schlagen, auf dem die Kolbenmittelpunkte (KM) umlaufen.
3.) Den so entstandenen Kreis in gleichen Abständen so häufig unterteilen,wie später Kolben vorhanden sein sollen.
4.) Diese Kreisunterteilungspunkte stellen dann die Kolbenmittelpunkte (KM) dar.
5.) Um die Kolbenmittelpunkte (KM) jeweils einen maximal großen Kreis ziehen,dessen Radius als (r2) bezeichnet wird.
6.) Die Begrenzung des Radius (r2) wird durch die Forderung gegeben,daß 6.1 sowohl in Richtung des Systemmittelpunktes (SM), wie auch 6.2 zwischen den einzelnen Kreisen ausreichend Material verbleibt.
7.) Um die Kolbenmittelpunkte (KM) ist sodann jeweils ein Kreis mit (r3) zu schlagen,der so groß zu bemessen ist, daß eine ausreichende lagerung erfolgen kann.
8.) Um den Systemmittelpunkt (SM) wird sodann ein Kreis mit dem Radius (r4) geschlagen,der alle mit (r3) um die Kolbenmittelpunkte (KM) geschlagenen Kreise einschließt und gleichzeitig die äußere Begrenzung des Rotors (R) darstellt.
9.) In den Kolbenmittelpunkten (KM) sind nun die Kolben mittellinien (KML) dar einzelnen Kolben (K) in der Weise abzutragen,daß alle einander entsprechenden Kolbenmittellinien (KML) parallel zueinander verlaufen.
10.)Die Anzahl der Kolbenmittellinien (K?4t) je Kolben (K) ergibt sich aus der vorgesehenen Kolbanform.
11.)So ergeben sich: für 1 teilige Kolben 1 Mittellinie " 2 " " 1 " " 3 " " 3 Mittellinien " 4 " " 2 " 5 " II 5 " 6 " " 3 7 7 ii 7 " 8 " " 4 " usw.
12.)Die Breite der einzelnen Kolben (K) muß mindestens so gewählt werden,daß eine ausreichende Abdichtung gegenüber dem Rotor (R) in der Nullstellung,sowie eine ausreichende Stabilität und die Anordnung von Dichtelementen gegeben ist.
13.)Die so gefundene notwendige Kolbenbreite wird bei den einzelnen Kolben (K) auf den um die Kolbenmittel punkte (KM) mit dem Radius (r2) geschlagenen Kreisen jeweils zur Hälfte von den Kolbenmittellinien (KML) nach beiden Seiten abgetragen.
14.)Die so gefundenen Punkte stellen die Kolbenecken (KE) dar.
15.)Zur Bestimmung der Formgebung für die Innenwände des Maschinengehäuses,an denen die Kolben dichtend entlanggleiten sollen,wird nun ein wie zuvor geschildert ermittelter Kolben (K) mit seinen Kolbenecken (KE) so in die Systemmitte projiziert,daß: 15.1 Kolbenmittelpunkt (KM) und Systemmittelpunkt (SM) zusammenfallen und 15.2 die Kolbenmittellinien (KML) dieses Kolbens (K) parallel zu den Kolbenmittellinien (KML) der übrigen Kolben (K) verlaufen.
16.)Durch den Systemmittelpunkt (SN) und die Kolbenecken (KE) des in die Mitte projizierten Kolbens (K) sind nun linien zu ziehen, 17.)Um die Kolbenecken (KE) des in die Mitte projizierten Kolbens (K) werden nun mit dem Radius (r1) Kreisbogengeschlagen,beginnend von den Schnittpunkten mit dem um den Systemmittelpunkt (SM) geschlagenen Kreis mit (r4),den Gipfelecken (GE),bis -zu den Schnittpunkten mit den durch den Systemittelpunkt (SM) und die Kolbenecken (KE) verlaufenden Linien, den Verbindungspunkten(VP).
18.)Die zwischen den Verbindungspunkten (VP) noch fehlenden Kreisbögen werden gefunden indem man um den Systemmittelpunkt (SM) mit dem Radius (r5) Kreisbögen schlägt,die durch die Verbindungspunkte gehen und diese miteinander verbinden 19.)Sollen die Außenseiten der Kolben (K) an den Gipfelecken (GE) des Naschinengehäuses dichtend anliegen, so wird die Kolbenbreite durch diese Forderung bestimmt und wie folgt ermittelt: 19.1 Um den Systemmittelpunkt (SM) wird ein Kreis mit dem Radius (r2),dem Kolbenradius geschlagen.
19.2 Je nach der vorgesehenen Kolbenart werden nun die entsprechenden Kolbenmittellinien (KML) an dem Systemmittelpunkt (SM) angetragen.
19.3 Die Winkelhalbierenden dieser Kolbenmittellinien (KMl) werden dann mit dem um den Systemmittelpunkt (SM) mit dem Radius (r4) gezogenen Kreis zum Schnitt gebracht,wob3i die so gefundenen Scbnittpunkte die Gipfelecken (GE) der Maschinengehäuseinnenwand darstellen.
19.4 Von diesen Gipfelecken (GE) aus sind nun Kreis bögen mit dem Radius (r1) nach innen zu schlagen, wobei die Schnittpunkte dieser Kreisbögen mit dem um den Systemmittelpunkt (SM) geschlagenen Kreis mit dem Radius (r2) die Kolbenecken (KE) des in die Mitte projizierten Kolbens (K) darstellen.
20.)Sollen die spitzen Kolbenecken (KE) zum besseren Gleiten an der Innenwand des Maschinengehäusss,oder zur Unterbringung von Dichtelementen rund ausgebildet werden,so ist wie folgt zu verfahren: 20.1 In die Kolbenecken (KE) des in die Mitte projizierten Kolbens (K) werden entsprechend der gewünschten Abrundung im Inneren der Kolbenecken (KE) Kreise mit dem Radius (r6) so angeordnet,daß diese die Kolbenwände von innen tangential berühren.
20.2 Der diesen abgerundeten Kolben entsprechende Verlauf der aschinengehäus e innenwand wird gefunden, indem man um die ermittelten Kolbeneckenmittelpunkte (KEM) wie unter Nr.17 für die spitzen Kolben (K) beschrieben,Kreisbögen,jedoch mit dem Radius (r7) schlägt,der sich aus der Addition von (r1) und (rz) ergibt,wobei die Linien zu den Verbindungspunkten (VP) nun durch die Kolbeneckenmittelpunkte (KEM) des in die Mitte projizierten Kolbens (K) und den Systemmittelpunkt (SN) laufen.
20.3 Sollen die Seitentrände der Kolben (K) mit abgerundeten Ecken an den Gipfelecken (GE) dichtend anliegen im Vorbeigleiten,so sind,wie unter Nr. 19.4 für Maschinen mit spitzen Kolben beschrieben,rnrnmehr von den Gipfelecken (GE) aus Kreisbögen mit dem Radius (r7) zu schlagen und mit einem inneren Kreis um den Systemmittelpunkt (SN) mit dem Radius (r8) zum Schnitt zu bringen.Dabei ist (r8) kleiner als (r2) zu wählen.
Die Differenz zwischen (r8) und (r2) ist gleich dem Radius der Kolbeneckenrundung (r6).
Die so gefundenen Schnittpunkte stellen die Kolbeneckenmittelpunkte (KEM) des in die Mitte projizierten Kolbens dar,um die mit dem Radius (r6) Kreisbögen zur Ermittlung der Kolbeneckenrundung zu schlagen sind.
20.4 Ein zweiter Kreisbogen ist um jede Gipfelecke (GE) mit dem Radius (r1) zu schlagen.Diese Kreisbögen münden in den Rundungen der Kolbenecken (KE) des in die Mitte projizierten Kolbens und stellen dessen Seitenwände dar, 21.)Die so konstruierten Maschinengehäuseinnenwände besitzen eine Form,die auf einfachste Weise mit sich drehenden Rundwerkzeugen hergestellt und bearbeitet werden kann,indem z.B. wie folgt verfahren wird: 21.1 Bei Maschinen mit spitzen Kolbenecken (KE) -läßt man ein sich drehender Rundwerkzeug mit dem Radius (r1) mit seinem Mittelpunkt auf den Kreisbögen zwischen den Kolbenecken (KE) des in die Mitte projizierten Kolbens (K) hin-und herwandern.
21.2 Bei Maschinen mit abgerundeten Kolbenecken (KE) läßt man entsprechend auf der Bahn zwischen den Kolbeneckenmittelpunkten (KEM) des in die Mitte projizierten Kolbens den Mittelpunkt eines sich drehenden Rundwerkzeuges hin-und herwandern,wobei dies jedoch dann den Radius (r7) gleich (r1) und (r6) besitzen muß.
22.)Sollen nun auch noch die Gipfelecken (G3) der Maschine nengehäuseinnenwand abgerundet werden,so ist wie folgt zu verfahren: 22.1 je nach gewünschter Abrundung werden ia Bereich der Gipfelecken von außen entsprechend große Kreise so angeordnet,daß ihr Mittelpunkt auf der Winkelhalbierenden liegt und die Kreise selbst die Naschinengehäuseinnenlinien berühren,DEr Radius dieser Kreise wird mit (r9) bezeichnet.
22.2 Gegenüber der bisherigen Konstruktion maß nun, damit zwischen dem Rotor (R) und den abgerundeten Gipfelecken (GE) wieder ein dichtender Kontakt hergestellt wird,der Rotorradius auf (r10) vergrößert und so bemessen werden,daß die Rotoraußenwände bis zu den abgerundeten Gipfelecken reichen.
22.3 Von den Gipfeleckenmittelpunkten (GEM) aus sind nun,wie zuvor beschrieben,bei der Suche nach den Kolbenecken (XE) des in die Mitte projizierten Kolbens (K) Kreisbögen nach innen zu schlagen,wobei im Falle von eckigen Kolben (K) ein Radius (r11), aus (r1) und (r9) bestehend und im Falle von Kolben mit runden Ecken ein Radius (r12) zu wählen ist, der sich aus der Addition von (r7) und (r@) ergibt.
Die Schnittpunkte dieser Kreisbögen mit dem Radius (r12) mit dem um den Systemmittelpunkt (SM) mit dem Radius (r8) geschlagenen Kreis ergeben dann wiederum die Kolbeneckenmittelpunkte (I(EM) des in die Mitte projizierten Kolbens (K).Um diese sind, wie zuvor beschrieben Kreisbögen mit dem Radius (r@) zur Auffindung der Kolbeneckenabrundungen zu schlagen,in die die um die Gipfeleckenmittelpunkte (GEM) mit dem Radius (r11) geschlagenen Kreisbögen als Kolbenseiten münden.
23.)Vorzugsweise bei sehr schmal ausgebildeten,zweiseitig wirkenden Kolben (K) kann zur Erlangung einer ausreichenden Abdichtung zwischen dem Rotor (R) und dem Kolben (K) eine Vergrößerung des Rotorradiusses erforderlich werden.
Während vorher zwischen zwei Arbeitskammern (AK) immer eine Gipfelecke (GE) lag,entstehen durch das tiefere Eintuchen des Rotors (R) in die Gehäusewand nunmehr zwei Gipfelecken (GE) zwischen zwei Arbeitskammern (AK).
Hierfür ergeben sich folgende Regeln für die Konstruktion unter Aufrechterhaltung der Forderung,daß die Kolbenseiten auch dann noch dichtend an den doppelten Gipfelecken (GE) zwischen je zwei Arbeitskammern (AK) anliegen sollen: 23.1 Vom Systemmittelpunkt (SM) aus werden,wie zuvor der Kolbenradius (r2),bei Kolben (K) mit abgerundeten Ecken auch noch der Radius (r8) als Kreise aufgetragen.
23.2Von den doppelten Gipfelecken (G-) aus werden mit dem Radius (r1) Kreisbögen nach innen geschragen,die die seitliche Kolbenbegrenzung des in die Mitte projizierten Kolbens (K) ergeben.Ihre Schnittpunkte mit dem Kreis um den Systemmittelpunkt (SM) mit dem Radius (r2) stellen - die Kolbenecken (E) dar für Kolben,die nicht abgsr rundete Ecken besitzen. @ Zur Auffindung der Kolbeneckenmittelpunkte (KEM) des in die Mitte projizierten Kolbens (K) müssen um die doppelten Gipfelecken (GE) Kreisbögen mit einem Radius (r7) geschlagen werden.Ihre Schnittpunkte mit dem üm den Systemmittelpunkt (SM) mit dem Radius (r8) gezogenen Kreis sind die Kolbeneckenmittelpunkte (KEM) des in die Mitte proJizierten Kolbens (K),von denen durch Abtragen von Kreisbögen mit dem Radius (r6) die Kolbenekenrundungen wieder zu finden sind 24.)Sind die doppelten Gipfelecken (GE) nun auch wieder abgerundet, so ist für die von ihren Gipfeleckenmittelpunkten (GEM) zu schlagenden Kreisbögen anstelle von (r1) jetzt (r11) als Radius zu wählen,der sich aus dem Radius (r1) und dem Radius (r9) zusammensetzt Bei Kolben mit abgerundeten Ecken sind die Kreisbögen um die doppelten Gipfelecken (GE) anstelle von (r7) nunmehr mit dem Radius (r12),bestehend aus den Radien (r7) und (r9) zu schlagen.
25.)Die so ermittelten Seiten des wie Mitte projizierten Schmalkolbens schneiden sich auf einer senkrecht zur Kolbenmittellinie (KML) verlaufenden Querlinie unter einem spitzen Winkel.Diese Schnittpunkte,oder auch Kolbenseitenecken (KSE) tauchen tiefer in das Maschinengehäuse ein,als der Rotor,so daß die Ausnehmung in diesem Bereich im Maschinengehäuse nach dieser größten Eindringtiefe bemessen werden muß.
Der Rotor (R) liegt in diesem Bereich nicht mehr dichtend an der Gehäusewand an,sondern läßt einen sichleförmigen Spalt frei.
26.)Der Verlauf der Maschinengehäuseinnenwand wird für diesen Bereich gefunden,indem von den Kolbenseitenecken (KSE) des in die Mitte projizierten Kolbens aus Kreisbögen in Richtung Außenwand mit einem Radius (r1) geschlagen werden.
2'?.)Diese unterschiedliche Eindrintiefe zwischen Rotor (R)U.
Kolbenseitenecke (KSE) eines Schmalkolbens entsteht bei doppelten Gipfelecken (GE) dadurch,daß der Kolbenmittelpunkt (KM) im Bereich der seitlich angeordneten doppelten Gipfelecken (GE) schon spürbar durch seine Wanderung auf einer Kreisbahn,bei gleichzeitiger paralleler Fuhrung des Kolbens (ic) nach innen gewandert ist.
Die genaue Differenz der Eindringtiefen ist zu finden im Verleich der Strecken zwischen dem Radius (r1) und dem Radius (r4) in senKrechter Verbindung einer seits und der Strecke die sich bei.m Fällen des lotes in den Gipfelecken (GE) als Schnittpunkte mit den Radien (r1) und (r4) ergeben.
28.)Sollen diese Kolbenseitenecken (KSE) ebenfalls abgerundet werden,sosind auf der Kolbenquerlinie (KQL)ein oder mehere Punkte zu suchen'die die Kolbenseiteneckenmittelpunkte (KSEM) darstellen und um die Kreisbögen mit dem Radius (r13)gezogen werden, die mit den -Kolbenseitenwänden zusammenfließen.
Die Eindringtiefe in das Maschinengehäuse wird in diesem Fall gefunden,indem um die Kolbenseiteneckenmittelpunkte (KSEM) des in die Mitte projizierten Kolbens Kreisbögen mit (r14) geschlagen werden, wobei sich der Radius (r14) zusammensetzt aus dem Radius (r1) und dem Radius (r13).
29.)Das Ausladen der Kolbenseitenecken (KSE) kann bei entsprechender Wahl für die Größe des Abrundungsradiusses (r13) so ausgebildet werden,daß die Eintauchtiefe der Kolbenseitenecken (KSE) der Eintauchtiefe des Rotors in die Gehäusewand entspricht,oder geringer ist.
Bei gleicher Eintauchtiefe ist die Entfernung der Schnittpunkte,die durch Verlängerung der Kolbenquerlinie (KQL) mit der Abrundung der Kolbenseitenecke (KSE) und der Außenwand entstehen,gleich (r1).
30.)Bei der Abrundung von Ecker vergrößern sich die Zwischenräume in den Dichtzonen,weshalb vorzugsweise ebenfalls abgerundete Dichtelemente,federnd,beweglich in diesen Bereichen vorzusehen sind'da sie. sich dort unter der Schließung von Zwischenräumen in die gesamte Konstruktionskonzeption sehr gut einfügen lassen.
31.)Diese Konstruktionsregeln sind zunächst als rein geo metrisch aufgezogene Konstruktionsanmerkungen zu verstehen in denen keine Maßkorrekturen z.B. für auftretende Ausdehnung durch Erwärmung oder Spiel etc.berücksichtigt sind,da diese Werte je nach Maschinentyp, Verwendungsartund Material sehr un.terschiedlich aus fallen können,in jedem Fall aber immer nur den Grundregeln hinzuzufügen sind.
Erläuterungen zu den beigefügten Zeichnungen: Erste Gruppe: Zeichnungen zu den Konstruktionsregeln (FIG.1-5) FIG.1 zeigt: Die Radien (r1),(r2),(r3),(r4),(r5) FIG.2 zeigt: Die Radien (r6),(r7),(r8),(r9),(r10), (r11),(r12), FIG,3 zeigt: Die Radien (r13),(r14) FIG.4 zeigt: Die Abkürzungen: (K),(KM),(KML),(KQL), (KE),(KEM),(GE),(GEM),(SM), (SML),(R),(AK),(VP) FIG.5 zeigt: Die Abkürzungen: (KSE),(KSEM) Zweite Gruppe: Zeichnungen für die Herstellung und Bearbeitung von Zylinderwänden mit sich drehenden Rundwerkzeugen (FIG.6-9) FIG.6 zeigt: Daß ein sich drehendes Rundwerkzeug bei einem einseitig wirkenden Kolben mit dem Radius (r7) zwischen den Punkten (KEM 1) und (KEM 2) auf dem mit Pfeilen bezeichneten Kreisbogen zu pendeln hat.
FIG.7 zeigt: Daß bei einem zweiseitig wirkenden Kolben das Pendeln des gleichen Werkzeuges mit ebenfalls dem Durchmesser (r7) zwischen den Punkten (KEM 3),(KEM 4) und (KEM 5),(KEM 6) erfolgen muß.
FIG.8 zeigt: Daß bei einem zweiseitig wirkenden Schmalkolben ein gleiches Pendeln wie unter FIG.7 beschrieben zwischen den Punkten (KEM 7), (KEM 8) und (KEM 9),(KEM 10) des sich drehhenden Rundwerkzeuges erfolgen kann.
FIG.9 zeigt: Daß bei einem dreiseitig wirkenden Kolben ein sicn drehendes Rundwerkzeug ohne Schwenken in den Punkten (KEM 11),(KEM 12), (KEM 13) zu betätigen ist,wobei auch hier, wie in allen Fällen zuvor der Radius des Rundwerkzeuges (r7)beträgt.
Dritte Gruppe: Zeichnungen,die das Baukastensystem erläutern sollen (FIG. 10-19) Außer den Maschinengehäusen mit unterschiedlich geformten Zylinderwänden,von denen einige Beispiele unter den FIG. 6-9 angedeuted sind,können eine Vielzahl von genorm-Bauteilen nach dem Baukastenprinzip vorkommen.
In den nachfolgenden Figuren sind deshalb nur andeutungsweise einige Möglichkeiten aufgezeigt.
FIG.10 zeigt:Eine vordere Gehäuseabdeckung mit Durchführung und Lagerung für die Hauptachse und eine kreisrunde Vertiefung zur Auçnahme der Rotorscheibe (FIG.11).
FIG.11 zeigt: Die Rotorscheibe,die einerseits mit der Haupt achse fest verbunden ist und auf der anderen Seite achsartige Zapfen besitzt, die sowohl als Achse für Kolben,wie auch als Halterung und Führung für den Rotor dienen können.
FIG. 12 zeigt:Sinen Rotor mit drei Ausnehmungen,der auf die Rotorscheibe aufgesteckt werden kann.
FIG. 13 zeigt:Einen Rotor zur gleichen Verwendung mit nur zwei Ausnehmungen.
FIG. 14 zeigt:Einen einseitig wirkenden Kolben'der sich durch Gewichtsanreicherung in Richtung seiner Wirkseite über die Mittellinie hinaus gewichtsmäßig ausgleichen läßt.
FIG. 15 zeigt:Einen zweiseitig wirkenden Kolben,der verschieden breit sein kann.
FIG. 16 zeigt:Einen zweiseitig wirkenden Schmalkolben.
FIG. 17 zeigt:Einen dreiseitig wirkenden Kolben.
FIG. 18 zeigt:Eine Steuerscheibe'die mit einer Nebenachse verbunden und in der Rückwand gelagert ist.Sie besitzt Verbindungen zu den,auf den Kolben angeordneten Führungselementen, z.B.Zapfen und ist um die gleiche Entfernung gegenüber der Hauptachse versetz§,wie die Kolbenführungselement von den jeweiligen Kolbenachsen.Sie bewirkt durch diese Versetzung die Parallelführung der Kolben.
FIG. 19 zeigt:Eine Gehäuserückwand mit Durchbruch und Führung für die Nebenachse und eine kreisrunde Ausnehmung zur Aufnahme der Steuerscheibe.
Vierte Grunde: Zetcbnungen,die die Kombinationsmöglichkeiten erläutern sollen (FIG. 20-25) FIG. 20 zei.gt:Eine Kombination von einem Rotor mit zwei Ausnehmungen mit zwei einseitig wirkenden Kolben.
FIG. 21 zeigt:Eine Kombination von einem Rotor mit drei Ausnehmungen mit drei einseitig wirkenden Kolben.
FIG. 22 zeigt:Eine Kombination von einem Rotor mit zwei Ausnehmungen mit zwei zweiseitig wirkenden Kolben.
FIG. 23 zeigt:Eine Kombination von einem Rotor mit drei Ausnehmungen und drei zweiseitig wirkenden Kolben.
FIG, 24 zeigt:Eine Kombination von einem Rotor mit drei Ausnehmungen und drei zweiseitig wirkenden Flachkolben.
FIG. 25 zeigt:Eine Kombination von einem Rotor mit drei Ausnehmungen und drei dreiseitig wirkenden Kolben.
FIG, 26 zeigt:Für einen zweiseitig wirkenden Kolben,zu welcher in die Mitte projizierten Kolbenbreite welche Gehäuseform gehört.
Fünfte Gruppe: Zeichnungen,die Erläuterungen über die Abläufe in einem 2-Scheiben-Verbrennungsmotor geben sollen. (FIG.27-34) Erläterungen: Auf jedem der vier Blätter ist in der oberen Figur die Scheibe I und in der Figur darunter die Scheibe II dargestellt.
Der Rotor I besitzt die Kolben A/B,C/D und der Rotor II besitzt die Kolben E/F, G/H.
Scheibe II ist gegenüber Scheibe I so versetzt angeordnet,wie bei einer Einscheibenmaschine die Steuerscheibe . Hierdurch kann die zweite Scheibe die Kolbenparallelführung der Kolben I und umgekehrt übernehmen.
Zwischen den Bildern jeder Seite liegt eine halbe Umdrehung.
FIG. 27 zeigt:Kolben A beim Ansaugen n B n Ausblasen " C " " " D " Ansaugen FIG. 28 zeigt: n E " Expandieren " F " Komprimieren " G " " " H H n Expandieren FIG. 29 zeigt:Kolben A beim Komprimieren B B " Ansaugen " C " " " D " Komprimieren FIG. 30 zeigt: " E " Ausblasen " F " Expandieren " G " " " H " Ausblasen FIG. 31 zeigt: " A " Expandieren " B " Komprimieren " C " " " D " Expandieren FIG. 32 zeigt: " E " Ansaugen F " Ausblasen G " " H " Ansaugen FIG. 33 zeigt: " A " Ausblasen " B " Expandieren " C " " D D " Ausblasen FIG. 34 zeigt: " E " Komprimieren " F " Ansaugen " G " " H H " Komprimieren Es zeigt sich bei dieser Zusammenstellung ein absolut ausgeglichenes Kräfteverhältnis.
Die beiden Kolben einer jeden Scheibe unterliegen stets denselben Kräften,da sie einheitliche Arbeitstakte durchlaufen.
Bei den im engen Verbund als eine Maschine stehenden Scheiben I und II kommen je Halbumdrehung jeder Arbeitstakt zweimal vor.
Nachfolgend Zeichnungen(FIG. 1-34)

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1.) Rotationskolben-Kraft-und oder Arbeitsmaschine mit einem mittig gelagerten Rotor, dadurch gekennzeichnet,daß dieser eine oder mehrere kreisbogenförmige Ausnehmungen mit Mittelachsen besitzt,auf denen Kolben (K) drehbar angeordnet und so gehaltert oder geführt sind,daß sie beim Umlaufen des Rotors (R) ihre Parallelrichtung untereinander und gegenüber ihrer Ausgangsstellung oQibehalten,wobei die Parallelführung z,B, durch Zahnräder, Ketten-oder Riementriebe,Gestänge,Nuten oder Schienen und ähnliche Elemente bewirkt werden kann,vorzugsweise aber dadurch erfolgt,daß sämtliche Kolben (K) im gleichen Abstand zu ihren jeweiligen Mittelachsen beispielsweise achsartig ausgebildete Verbindungselemente besitzen,mit denen eine drehbare Ankoppelung der Kolben (K) an einen vorzugsweise scheibenartigen,drshbar gelagerten Körper erfolgt,wobei der beim Drehen der Maschine von den Ankoppelungspunkten beschriebene Kreis den gleichen Durchmesser hat wie der von den Mittelachsen beschriebene Kreis,lediglich die Mittelpunkte beider Kreise sind um die gleiche Entfernung von einander versetzt angeordnet,wie auch die Mittelpunkte der Kolbenmittelachsen von den Mittelpunkten der achsartigen Verbindungselemente eines jeden Kolben (K) von einander entfernt sind,wobei sämtliche Teile unter Anwendung des gesondert erwähnten Herstellungsverfahrens und der dazugehörigen Konstruktionsregeln aus einfacnen geometrischen Formen bestehen und nach dem Baukastenprinzip montiert werden können.
2.) Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,daß mehrere Maschinen parallelachsig hintereinander gekoppelt werden können'wobei vorzugsweise durch Versetzen der Achsen eine gegenseitige Parallelführung der Kolben erreicht wird.
3.) Rotationskolbenmaschine nach Ansprüchen 1-2,dadurch e1zennzeichnet,daß besonders bei Verwendung von Flüssigkeiten als Arbeitsmittel preisgünstige Ausführungen aus plastischen'gleitfähigen und abriebfesten Materialien als Nassengüter hergestellt werden können, da eine so exakte Ermittlung sämtlicher Formen bei Anwendung der Konstruktionsregeln möglich ist,daß unter Einbeziehung des Schmiereffektes der Flüssigkeit ein ausreichender Genauigkeitsgrad für die Fertigung erreicht werden kann'der auf Dichtelemente verzichten läßt.
4.) Rotationskolbenmaschine nach Ansprüchen 1-3,dadurch gekennzeichnet'daß die Anordnung von Dichtelementen in allen wichtigen Bereichen gegeben ist,sofern es die Ansprüche erforderlich werden lassen.
5.) Rotationskolbenmaschine nach Ansprüchen 1-4'dadurch gekennzeichnet,daß auch der Bau von Verbrennungskraftmaschinen nach diesem Prinzip möglich ist,vrobei vorzugsweise eine Kombination von ztrei Scheibenmaschinen, die jeweils einen Rotor mit zwei Ausnehmungen und zweiseitig wirkende Kolben besitzen (FIG.27-34) und deren Achsen versetzt gekoppelt sind.
6.) Rotationskolbenmaschine nach Ansprüchen 1-5,dadurch gekennzeichnet,daß bei Verbrennungskraftmaschinen die Kolbenseitenwände durch Formgebung oder z.B.durch Ausnehmungen so beschaffen sind'daß die dem Kompressions verhältnis entsprechende Arbeitsmittelaufnahne im Gipfelpunkt möglich i