DE2853930A1

DE2853930A1 - Rotationskolbenmaschine in kreisbogenausfuehrung mit kreisbogenfuehrung des rotors

Info

Publication number: DE2853930A1
Application number: DE19782853930
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Ing Otto
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-12-14
Filing date: 1978-12-14
Publication date: 1980-06-19

Description

Rotationskolbenmaschine in Kreisbosen-
ausführung mit Kreisbogenführung des Rotors Patentbeschreibung: Die bisher bekannten Rotationskolbenmaschinen sind auf er basis von zyklischen und anderen Kurv n aufgebaut und entsprechen nicht mehr den heutigen Anforderungen der Industrie nach erhöhter Wirtschaftlichkeit und Umweltf eundlichkeit. Die bekannten Mingel obliger Kurven, insbesondere die Sckwierigkeit, einen größeren Verdichtungsgrad zu erreichen und die einzelnen Rotorkammern besser gegeneinander @bdichten zu können, sollen durch vorliegende Neuerung behoben werden.
Zur Erreichung dieses Zieles wird von der Verwendung jeglicher kurven abgesenen.
An ihre Stelle treten Kreisbo en für den Rotor wie für das Gehäuse der Rotationskolbenmasenine, da Kreis bogen, insbesondere Kreisbogen gleichgroßer Krümmungsradien die Gewähr dafür bieten, daß die bestmögliche Abdichtung der aufeinandergleitenden Kreisbosen erreicht wird oder erreicht werden kann.
wie es das Schulbeispiel von kolben tnd Zylindern zeigt, In der Technik ist besonders das Prismenpaar der Geradführung bekannt, das beim Geradschubkurbelgetriebe eine hin- und hergehende zewegung in eine Drehbewegung und umgekehrt um-@@@@@@lt. Es ist aus dem borenlaufiger @@is@e paar d s Bogenschubkurbelgetriebes entstanten.
Dieses bogenläufige Prismenpaar, das auch kurz als Bogenpaar bezeichnet wird, besteht aus Bogenführung sind Gleitstein in den konstruktiv bekannten Ausführungen und wandelt eine bogenläufige hin- und hergehende Bewegung in eine Drehbewegung und um ekehrt um.
Fig. 1 zeigt dieses Bogenpaar mit dem Gleitstein A, der in den gestellfesten Bogenführungen B1 u. B2 gleitet. Wird eine der beiden Bogenführungen, beispielsweise B2 entfernt, so ist die hin- und hergehende bogensciiwingung des Gleitsteines A um Punkt G nicht mehr zwangsläufige Diese Zwangsläufigkeit des Gleitsteines A ist jedoch wiecer hergestellt, wenn der Punkt P des Gleitsteines auf dem um den Krümmungsmittelpunkt C geschlagenen Kreisbogen b durch irgendein Getriebe oder durch eine- hin- und hergehende Schwinge PC geführt ist.
Aus dieser Lrkenntnis heraus ist der Gleitstein A der Fig. 1 in das Kreisbogendreieck mit den Eckpunkten 1, 2, 3 der kig. 2 um-gewandelt und durch den Krümmungsmittelpunkt C des Kreis bogens B1 ein zweiter Kreisbogen B2 mit dem gleichgroßen krümmungshalbmesser CE um den Punkt E geschlagen worden. Der gleichgroße Krümmungshalbmesser für die Kreisbogen B1 u. B2 bestimmt die Lage des jeweiligen Krümmungsmittelpunkt es C bzw. E auf einem der Kreisbogen, so daß sich das Kreisbogen-Zweieck CDEF mit nur einem Kreisbogenhalbmesser GE und seinem Mittelpunkt M ergibt. Den gleichen Halbmesser CE hat das eingezeichnete Kreisbogen-Dreieck für seine drei Kreisbogen. Der Mittelpunkt diesuKreisbogen-Dreiecks ist der ermittelte Drehpunkt P10 Wird mit CP1 um Punkt C der Kreis.
bogen b1 und mit dem gleichgroßen Halbmesser EP3 um E der Kreisbogen b2 geschlagen, so entsteht das Kreisbogen.Zweieck P1 P2 P3 P4 das dem gestellfesten Kreisbogen.Zweieck CDEF ähnlich ist, da für beide zugehörigen Kreisbogenpaare dieser Zweiecke B1b1 und B2b2 die gleichen Krümmungsmittelpunkte vorliegen.
Wird also der Mittelpunkt des Kreisbogen.Dreiecks aus Stellung P1 auf dem Kreisbogen b1 durch ein Getriebe oder einen Lenker-bis in de Stellung P2 geführt, so gleitet der Kreisbogen 2-3 des Kreisbegen-Dreiecks an der Gehäusebogenführung B1 entlang, wobei Dreieekseekpunkt 1 seine Lage in c nicht verändert.
In Fig. 3 ist die eingezeichnete Stellung des Kreisbogen-Dreiecks erreicht, in der seine Eckpunkte 1, 2, 3 mit den Punkten CEF zur Deckung kommen. Es liegen dann die Kreisbogen 2-3 u. 3-1 an den Gehäuseführungen B1 u. B2 im Bereiche EFC gleichzeitig ane In Fig. 4 wurde der Drehpunkt des Kreisbogen.
Dreiecks aus Stellung P2 in die eingezeichnete Stellung P3 des Kreisbogens b2 weitergeführt, wobei der Dreieckspunkt 2 seine Lage in Gestellt punkt E beibehält.
In Fig. 5 ist auch keine Lagenveränderung des Dreieckspunktes 2 nach Weiterführung des Dreieoksdrehpunktes von P3 nach P4 eingetreten. Die Dreieckseckpunkte 3, 1, 2 decken sich in dieser Stellung mit den,Gehäusepunkten CDE, in der wiederum zwei Kreisbogen des Dreiecks an den Kreisbogen des Zweiecks anliegen.
Die Fig. 6 zeigt schließlich - wenigstens rein geometrisch - die Ausgangslage des greisbogen-Dreieeks nach Fig. 2, wenn es auf b1 um Punkt C geführt wird. Die Dreieokseckpunkte 1,2,3 sind jedoch um je 60° versetzt, da sich bei einer Rundumführung des Dreiecks mittelpunktes um den Festpunkt M das Kreisbogen-Dreieck um 1200 dreht.
Mit dieser in den einzelnen Phasen dargestellten Drehung des Kreisbogen-Dreiecks im Kreisbogen-Zweieck ist die vorliegende Neuerung auf dem Gebiete der Rotationskolbenmaschinen im Prinzip dargestellt.
In Fig. 7 sind die Einlaß- und Auslaßöffnungen E1, E2 und C1, C2 eingezeichnet. Die Stellung des Kreisbogen-Dreiecks entspricht der Stellung nach Fig. 3. Den einzelnen Phasenbildern nach Fig. 3, 4, 5 u. 6 entsprechend rotiert das Kreiskolben-Dreieck im Kreiskolben-Zweieck als Arbeitsmaschine, also als nuftverdichter, rumpf, Gebläse usw., indem es das zu fördende Gut (Luft, Gas, Wasser usw.) durch die Einlaßöffnungen E1 u. E2 ansaugt und durch die Auslaßöffnungen C1 u0 C2 abdrückt0 Es liegt eine Doppelwirkung der Arbeitsmaschine im Zweikammer system vor, wobei die Kammern CDE u. EFC automatisch durch die Kreisbogen des Kreisbogendreiecks im Wechselspiel geöffnet und geschlossen werden. Da die geöffneten Kammern groß sind und auf den Wert Null verringert werden, kann die Leistung dieser Arbeitsmaschine als überaus hoch angesprochen werden0 Es fragt sich nun, ob auch eine Kraftmaschine nach diesem einfachen System zu betreiben ist.
Die Fig. 8 zeigt das Kreisbogen-Zweieck ODER, auf dessen Kreisbogen EY uO CD die Aussparungen (Mulden) ml u. m2 und die Auslaßöffnungen Ci für die Kammer CEF und C2 für die Kammer CDE ingezeichnet sind. In die Mulden sind außerdem unter Er und E2 Öffnungen für verdichtete Luft und Ol vorgesehen9 Nach dem Dieselverfähren wird den Mulden im geschlossenen Zustande hochverdichtete Luft und ol zugeführt und zur Explosion gebracht, Die Explosionen in beiden Kammern und das Abdrücken der Explosionsgase erfolgt im Wechselspiel von je 1800 gegenüber dem festpunkt M, wobei das Öffnen und Schließen der Kammern autumatisch durch die Kreisbogen des Kreisbogen-Dreiecks erfolgt. Die hochverdichtete Luft kann von der nach Fig. 7 be.
schriebenen und im gleichen Gehäuse untergebrachten Arbeitsmaschine geliefert werden Sie ist den Mulden bereits kurz vor ihrem Schließen durch den jeweiligen Kreisbogenkolben zuzuführen, damit diese von den Resten der Explosionsgase gesäubert, sich voll und'glanz mit Frischluft füllen.
Die Fig. 9 zeigt ein Kreisbogen-Sechseck mit den Inneneckpunkten 1, 2, 3 und den Außeneck punkten 4, 5, 6, das aus gleichgroßen Kreis" bogen mit dem Krümmungshalbmesser CE besteht, die um die Punkte C, D, E u. F geschlagen wurden, Der Mittelpunkt dieses Sechsecks ist der oben bereits erwähnte Kreisbogen-Dreiecksmittelpunkt, der wiederum auf den Kreisbogen b1 u. b2 geP führt werden soll und nach Zeichnung mit dem Punkt P2 identisch ist. Außer dieser Mittelt punkt führung erhält das Kreisbogen.Sechseck noch eine ortsfeste Führung durch die Kreisbogen des Gehäuse-Sechsecks LFGHDKo Die Kreisbogen LF, FG, HD u. DK haben ebenfalls den gleichgroßen KrUmmungshalbmesser Ce, während der Krümmungshalbmesser der Kreisbogen GH u. KL die Länge FD aufweist, mit der um C und E die Kreisbogen geschlagen wurden. Ferner sind auf den Kreisbogen FG und DH die Mulden m3 u. »4 mit ihren Öffnungen E3 u. E4 für hochverdichtete Luft und Öl sowie auf den Kreis bogen RD u. IF die Auslaßöffnungen C3 u. C4 angebracht.
Nach den bereits oben in einzelnen Phasenbildern geschilderten Dieselverfahren arbeitet das in dem Gehäuse.Sechseck rotierend Kreisbogen-Sechseck 1,2,3,4,5,6. Neben der Doppelwirkung der Maschine wird eine Vergrößerung der Explosionskammern und eine Verlängerung der Explostonszeiten erreicht Nach Wegfall der Gehäüsemulden und Ersatz der Öffnungen für Luft und Öl.E3u. E4 durch Gehäusedffnungen für den Einlaß des Gutes (Luft, Gas, Wasser usw.) kann das System des Kreisbogen-Sechsecks auch als Arbeitsmaschine verwandt werden.
In Fig0 10 bewegt sich das bereits oben genannte Kreisbogen-Sechseck 1,2,3,4,5,6 mit seinen Innenpunkten 1,2 u. 3 auf den beiden Kreisbogen des bekannten Kreisbogen-Zweckecks CDEF mit den eingezeichneten Mulden m5 uO m6 und ihren Öffnungen E5 u. E6 für hochverdichtet Luft und Öl, während seine Mittelpunktführung wieder auf den Kreisbogen b1 ut. b2 des Kreisbogen-Zweiecks P1 P2 P3 P4 erfolgt. Die Ge.
häuseöffnungen C5 u. C6 stellen dieAuslaßöffnungen für die Abgase darO Die Wirkungsweise der Kraftmaschine gleicht der des vorhergehenden Beispiels, wob.ei eine räumliche und zeitliche Vergrößerung der Explosion gleich.
falls eintritt. Nach Wegfall der Mulden und Ersatz für ES u. E6 durch Gehäuseöffnungen ist die vorliegende Kraftmaschine bereits als Arbeitsmaschine umgerüstet. Die bisher besprochenen Systeme können wahlweise als Arbeits- und Kraftmaschine gekoppelt werden, wodurch sich eine weitere Leistungssteigerung ergibt.
Das einfach wirkende Dieselverfahren mit einer Explosion pro Umdrehung ist bei obiger Kreisbogenanordnung ebenfalls durchzuführen, jedoch gegenüber dem doppelt wirkenden nicht so wirtschaftlich.
Bei der kinematischen Umkehr der vorliegenden Bewegungen drehen sich die Zwei- und Mehrecke um die bisher rotierenden Teile. Der Volle.
ständigkeit halber ist zu erwähnen, daß ihr Mittelpunkt li dann auf Kreisbogen, die um die drei Kreisbogen-Eckpunkte 1,2 u. 3 geschlagen sind, geführt werden muß. Die Punkt führung ist in diesem Falle entsprechend dem jetzt ortsfesten Kreisbogen-Dreieck ebenfalls ein Kreis bogen-Dreieck.
In Fig. 11 soll abschließend eis der vielen Mdglicbkeiten dargestellt werden, wie der Mittelpunkt des Kreisbogen-Dreiecks auf dem Kreisbogen b1 u. b2 des Kreisbogen-Zweiecks P1 P2 P3 P4 getrieblich geführt werden kann.
Mit dem Rollkreispaar r1 zu R im Verhältnis 1:2, wobei 9 der feststehende Kreis ist, wird eia weiterer Rollkreis r2 von der Große r1 gk koppelt. Durch die Rückläufigkeit des Rollkreises r2 beschreibt der Punkt P1 die Kreisbogen b1 u. b2 um die Kreismittelpunkte C und E. Die gleichge Bewegung kann auch durch Rollkreis R mit Innenverzahnung oder sogar durch kombinierte Lenkergetriebe erreicht werden.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüch Rotationskolbenmaschine als Kraft- und Arbeitsmaschine, dadurch gekennzeichnet, das Rotor und Gehäuse der Maschine aus Kreisbogen bestehen und Kreisbogen-Zweiecke, Kreisbogen-Dreiecke und Kreisbogen-Mehrecke bilden, daß die aufeinander gleitenden Kreisbogen gleichgroße Krüsmungshalbmesser aufweisen, und daß der Mittelpunkt des Rotors auf Kreisbogen geführt wird, die mit dem Kreisbogen des Gehäuses ihre Krümmungsmittelpunkte gemeinsam haben, wobei die Mittelpunktführung selbst auf verschiedene Weise, beispielsweise durch Rädergetriebe mit ihren zahlreichen Varianten oder durch kombinierte Lenkergetriebe erfolgen kann.