DE4012807A1

DE4012807A1 - Rotational system for engine - has piston pairs arranged in cylinders of rotors arranged in cylinders around central rotational cylinder

Info

Publication number: DE4012807A1
Application number: DE19904012807
Authority: DE
Inventors: Arno Osswald
Original assignee: Individual
Current assignee: Brun Geb Osswald Brigitte 6900 Heidelberg De
Priority date: 1990-04-21
Filing date: 1990-04-21
Publication date: 1990-12-06

Abstract

The rotational system (1) is for an IC engine, hydraulic motor or pump. It has several cylinders arranged around a central rotational cylinder formed with power transmitting members. Each cylinder has an operating rotor, with one or more operating cylinders in it. - Axially and radially opposed piston pairs are arranged in each of the operating cylinders. Eccentric mounting of the pistons ensures that the energy pressure acts on two opposing sides of the operating cylinders.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rotationssystem, das aus Rota tionseinheiten besteht, die als Verbrennungs-, Wärme-, Hydraulik- und Pneumatikmotoren arbeiten.The invention relates to a rotation system made of Rota tion units that exist as combustion, heating, Hydraulic and pneumatic motors work.

Stand der Technik ist: Bei den bekannten Brenn- und Wärme kraftmaschinen mit Hub- oder Drehkolben wirken die Druck kräfte von Statoren aus, deren Masseanteile sehr groß sind und die aufwendige Rotationsteile, Schwungmasse, Wellen, Ventile u. a. benötigen.State of the art is: With the known combustion and heat Engines with reciprocating or rotary pistons act on the pressure forces from stators, whose mass fractions are very large and the complex rotating parts, flywheel, waves, Valves u. a. need.

Kritik des Standes der Technik und die technischen Ursachen der Mängel der bereits bekannten Lösungen sind durch die Masseanteile, Statoren, Schwungmasse, Übersetzungen, Tot punkte u. v. a., großvolumige Bauweise ohne besondere Zen trifugal- und Fliehkraftausnutzung bedingt. Durch hohe Sei tenkraftverluste ist die optimale Energieausnutzung nicht zu erreichen. Die bekannten Hydraulikmotoren und Turbinen sind nicht geeignet die Energie des natürlich bewegten Was sers in Bächen, Flüssen, der Brandungs- oder Meereswellen, Gezeitenenergie mit Tidenhub effektiv nutzbar zu machen. Zug- und Seitenkräfte erschweren die Keramikbauart.Criticism of the state of the art and the technical causes the shortcomings of the already known solutions are due to the Mass components, stators, flywheel mass, translations, dead points u. v. a., large-volume construction without special Zen limited use of centrifugal and centrifugal force. By high be Loss of power is not the optimal use of energy to reach. The well-known hydraulic motors and turbines are not suitable for the energy of what is naturally moving in streams, rivers, surf or ocean waves, Make effective use of tidal energy with tidal range. Tensile and lateral forces complicate the ceramic design.

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Rotationssystem zum Zwecke der Energieumwandlung zu schaf fen, dessen Hauptteile alle in die gleiche Drehrichtung ro tieren. Nicht gegenläufig oder geradlinig. Dadurch werden Flieh- und Seitenkräfte nutzbringend einbezogen.The invention is based on the technical problem To create a rotation system for the purpose of energy conversion fen, the main parts of which all ro in the same direction animals. Not in opposite or straight lines. This will Centrifugal and lateral forces beneficially included.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch: Zylin drische Formen, axial und radial, polig und paarig aufge bauten Rotationsmechanismen, die alle gleichartig zu Rota tionseinheiten derart verbunden sind, daß sich die Energie umwandlung während der gleichlaufenden Rotation, vollsyn chronisiert vollzieht und wobei der Energiedruck die polig und paarig eingeordneten Kolben durch Druck und Schub in Drehrichtung zweiseitig, also von zwei Seiten ausgehend leitet. Kreisförmige Kolbenführung durch Energiedruck mit Schubflächenvergrößerung während des Arbeitstaktes in den Arbeitszylindern de Arbeitsrotors. Nicht im Stator wie bei den bekannten Motoren.According to the invention, this object is achieved by: Zylin Drical forms, axial and radial, pin and pair built rotation mechanisms, all similar to Rota tion units are connected such that the energy conversion during synchronized rotation, fully syn chronized takes place and the energy pressure the pole and pistons arranged in pairs by pressure and thrust in Direction of rotation two-sided, i.e. starting from two sides directs. Circular piston guide with energy pressure Increase in thrust area during the work cycle in the Working cylinders of the working rotor. Not in the stator like with the known engines.

Ziel der Erfindung ist: Die genannten Mängel zu beseitigen und Nachteile zu mindern, auch die Möglichkeit einer umwelt freundlichen Funktion bei Energieumwandlungen zu schaffen; der Nutzung neuer Energiequellen Vorschub zu leisten und Keramikbauweise, Wasserstoffenergie und dynamische Energie in Anwendung zu bringen.The aim of the invention is to eliminate the above-mentioned shortcomings and mitigate disadvantages, including the possibility of an environmental create friendly function in energy conversions; to encourage the use of new energy sources and Ceramic construction, hydrogen energy and dynamic energy to apply.

Zum Beispiel Wasserräder die alle langsamlaufend sind, brauchen nur Luft- oder Flüssigkeitsdruck zu erzeugen, was technisch ein fach nach den Gesetzen der Hydraulik und Mechanik langlebig und wartungsarm möglich ist und der das nicht ortsgebundene Rotationssystem zur Nutzanwendung bringt. Das gleiche ist durch den Tidenhub, sowie mit Wind- und Wellenenergie zu er zielen. Diese Energiearten sind kostenlos und können ohne besonderen Aufwand und ohne Nachteile genutzt werden.For example, water wheels that are all slow-running only need Generating air or liquid pressure, which is technically a times durable according to the laws of hydraulics and mechanics and low maintenance is possible and that is not local Rotation system brings to the utility application. Is the same through the tidal range, as well as with wind and wave energy aim. These types of energy are free and can be used without special effort and can be used without disadvantages.

Aufbau und Funktion der Erfindung sind wie folgt: Um einen mit Kraftübertragungsteilen versehenen Zentral-Rotationszy linder werden mehrere Zylinder mit je einem Arbeitsrotor, der auch zylinderförmig ist und in sich einen oder mehrere Arbeitszylinder hat, angeordnet. In die Arbeitszylinder sind 2 Kolben paarig und polig, axial und radial, also ent gegengesetzt, im geeigneten Abstand ohne Zwischengelenke eingeordnet, exzentrisch so gelagert, daß sie alle synchro nisierten Arbeitsrotoren durch den Energiedruck und -schub zweiseitig in Rotation bringen und dabei die gleiche Dreh richtung mit gleichzeitiger Druck- und Schubflächenvergrö ßerung innerhalb der Arbeitszylinder mitvollziehen. Der Energiedruck ist zwei- bzw. doppelseitig progressiv wirksam, weil durch den besonderen Konstruktionsaufbau gleichzeitig eine von zwei Seiten ausgehende Kraftwirkung stattfindet. Durch die Anwendungsmöglichkeit ohne Getriebe, mit in sich ausgeglichener, erschütterungsfreier statorlosen Kraftüber tragung innerhalb des Systems ergeben sich neue Möglichkei ten der Energienutzung. Der Zentral-Rotationszylinder dient der Kraftübertragung und synchronisiert die Rotationsein heiten mit einer mittleren oder zwei seitlichen Übertra gungsmöglichkeiten. Die Vollkommenheit in Aufbau und Funktion wird in kinetischer und kinematischer Hinsicht gegenüber den bisher bekannten Kraftmaschinen aus konstruktionsbedingten Gründen durch viele Vorteile gekennzeichnet.The structure and function of the invention are as follows: central rotation cylinder provided with power transmission parts Several cylinders, each with a working rotor, become lighter, which is also cylindrical and contains one or more Working cylinder has arranged. In the working cylinder are 2 pistons in pairs and poles, axially and radially, i.e. ent opposite, at a suitable distance without intermediate joints arranged, eccentrically positioned so that they are all synchro nized working rotors due to the energy pressure and thrust rotate on both sides while doing the same rotation direction with simultaneous increase in pressure and pushing surface Follow the change within the working cylinder. The Energy pressure is progressively effective on two or two sides, because at the same time due to the special construction a force effect originating from two sides takes place. Due to the application possibility without gear, with in itself more balanced, vibration-free statorless force transfer new possibilities arise within the system energy use. The central rotary cylinder serves the power transmission and synchronizes the rotation units with a central or two side transfers opportunities. The perfection in structure and function is compared to the previously known engines from design-related Reasons characterized by many advantages.

Alle Gesetzmäßigkeiten wirken positiv zusammen ohne zusätz liche Mechanismen.All laws interact positively without additional mechanisms.

An Hand eines Ausführungsbeispieles und einer einfachen Bau anleitung soll die Erfindung mit nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigtUsing an exemplary embodiment and a simple construction the invention is intended to guide with the following drawings are explained in more detail. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt (axial) durch das Rotationssystem, Fig. 1 a longitudinal section (axial) by the rotation system,

Fig. 2 einen Querschnitt (radial) durch das Rotationssystem, Fig. 2 is a cross-sectional (radial) by the rotation system,

Fig. 3-6 Rotorteile mit beweglich eingeordneten Zylindern. Fig. 3-6 rotor parts with movably arranged cylinders.

Bei der Kolbenstellung nahe am Zentral-Rotationszylinder (Fig. 1) strömt beispielsweise Dampf-, Luft- oder Flüssig keitsdruck in die Arbeitszylinder ein und bringt die sich gegenüberliegenden Arbeitsrotoren in Rotation. Dies erfolgt durch Energiedruck und -schub, zweiseitig innerhalb der axial-polig und exzentrisch gelagerten, paarig in die Ar beitszylinder eingeordneten, in die gleiche Drehrichtung mitlaufenden Kolben. Mehrere bilden eine Einheit. Nach je weils ca. 120° Drehung erfolgt dasselbe bei den anderen Arbeitsrotoren, während in der zweiten Umdrehungshälfte das Aus- und Durchströmen stattfindet. Fig. 2 zeigt 6 Arbeitsro toren mit je 1 von ca. 6 möglichen Arbeitszylindern. Die dem Zentral-Rotationszylinder gegenüber sind, befinden sich im Vorstadium einer Drehbewegung im Uhrzeigersinn oder der End stellung nach dem Ausströmen. Alle Zylinder sind immer paar weise im gleichen Arbeitsverhältnis. Da es keine Zwischenge lenke gibt und die Kugelmitte der Kolbenführung (Fig. 3-6) auch eine kleine Kreisbewegung macht, dient dies einer wei teren ventillosen Steuerung. Es können auch Misch- und Druckkammern, Zündelemente, Düsen, Kühlkanäle o. a. einge bracht werden. Durch die Rotation aller Hauptteile sind die Kanäle zentrifugal- und fliehkraftbegünstigt. Es ergeben sich Möglichkeiten weiterer Funktionen: Ölumlauf, Kühlung, Aus- und Absonderungen, Sog und Druck ohne zusätzliche Ag gregate. Die Kolbenabdichtung kann durch Ringe mit manschet tenartigem Ansatz oder des "L-Typs" erfolgen. Nach Fig. 3-6 mit Dichtringen normaler Bauart. Im Rahmen der wirkenden Gesetzmäßigkeiten ist der Bau kleinvoluminger Zylinder zwingend. Besonders bei einigen Hydraulik- und Pneumatik bauarten sind Kleinstmaße und seitliche Hochdruckzuführung notwendig. Dies ermöglicht eine völlig neue Nutzungsart und Funktionsweise:In the piston position close to the central rotary cylinder ( Fig. 1), for example, steam, air or liquid pressure flows into the working cylinder and brings the opposing working rotors into rotation. This is done by energy pressure and thrust, bilaterally within the axially-pole and eccentrically mounted pistons, arranged in pairs in the working cylinder, rotating in the same direction of rotation. Several form a unit. After every 120 ° rotation, the same happens with the other working rotors, while the outflow and throughflow take place in the second half of the rotation. Fig. 2 shows 6 Arbeitsro gates, each with 1 of about 6 possible working cylinders. The opposite of the central rotary cylinder are in the preliminary stage of a clockwise rotation or the end position after the outflow. All cylinders are always in pairs in the same employment relationship. Since there are no intermediate joints and the ball center of the piston guide ( Fig. 3-6) also makes a small circular movement, this serves a further valveless control. Mixing and pressure chambers, ignition elements, nozzles, cooling channels or the like can also be introduced. Due to the rotation of all main parts, the channels are centrifugal and centrifugal. There are possibilities for further functions: oil circulation, cooling, separation and segregation, suction and pressure without additional units. The piston can be sealed by rings with a collar-like approach or of the "L-type". According to FIG. 3-6 normal with sealing rings design. The construction of small-volume cylinders is compulsory within the framework of the existing laws. Small dimensions and high-pressure supply at the side are particularly necessary for some hydraulic and pneumatic types. This enables a completely new type of use and functionality:

Es können durch die Kolbenstangen, die z. B. mehr dem Lauf einer Luftpistole mit geraden (axial) gerundeten, am Ende gerillt und etwas eingespalteten Zügen ähnlich sind (das Energiepotential bleibt dadurch stabiler) und durch die dann je ein angemessenes Hochdruckenergiequantum geschoßartig die äußere Zylinderwandung innen beanschlagt. Dabei wird durch radial angeordnete und axial schrägverlaufende Spalte eine Vakuumbildung verhindert. Da dies von zwei Seiten gleichzei tig geschieht, erfolgt ein Zusammenstoß, der für Funktion und Leistung maßgebend ist. Die Hochdruckzuführung kann zentral geleitet zu den beiderseitigen Lagern erfolgen, in denen eine Quantenregelung durch den Rotationszyklus möglich ist. Bei einfachen Versuchen mit einem Beanschlagungsabstand von 10 bis 26 mm (Kalibermitte) war die Kollisionsenergie voll wirksam.It can by the piston rods, the z. B. more the barrel an air pistol with straight (axially) rounded, at the end grooved and somewhat nested trains are similar (that Energy potential thus remains more stable) and then an appropriate high-pressure energy quantum like the bullet outer cylinder wall attached to the inside. This is done by radially arranged and axially sloping column one Vacuum formation prevented. Since this is from two sides at the same time tig happens, there is a collision that is for function and Performance is decisive. The high pressure feed can be central conducted to the mutual camps in which quantum regulation through the rotation cycle is possible. For simple experiments with a clearance distance of The collision energy was 10 to 26 mm (caliber center) full effective.

Die Kopie des Fotos (Fig. 7) von einem Plexiglasmodell zeigt eine Rotationseinheit mit 7 Arbeitszylindern. Die Kopie des Fotos (Fig. 8) zeigt ein Einzylindermodell ebenfalls aus Plexiglas, welches Versuche verschiedener Art gestattet. Zum Beispiel mit axial und radial veränderbarer Lagerung und Druck luftzuführung durch die Kolbenstangen oder direkt in die Ar beitszylinder. Die Drehrichtung ist wahlweise ohne Getriebe möglich. Die Kompaktbauart mit z. B. 42 Zylindern (Fig. 9) hat folgende Maße: Durchmesser (radial) ca. 300 mm, Länge (axial) ca. 380 mm. Im Zentral-Rotationszylinder können auch weitere Aggregate: Lichtmaschine, Starter, Lüfter, Drehrich tungswähler (ohne Getriebe) u. a. elektronische Einrichtun gen enthalten sein. Weitere Vorteile sind: Kein Stator, Fuß, Flansch, Ständer o. a., dadurch sind leichtere und auch Kera mikbauarten möglich. Das Rotationssystem kann auf, um oder an Antriebswellen sein und bei teleskopartig ineinander ro tierenden Antrieben gleichzeitig zwei Drehrichtungen ermög lichen: Einmal für den Stator und entgegendrehend für den Rotor. Wenn es im Zentral-Rotationszylinder zwei innenver zahnte und einen etwas kleineren zurückversetzten doppelsei tig außenverzahten Antrieb hat, sind sogar 2 Antriebe mit 2 Rotoren möglich. Es können somit 4 Rotoren gleichzeitig ohne Getriebe arbeiten. Zu Probezwecken kann aus Plexiglas zylindern die einfachste Bauanleitung folgende sein: Vor zugsweise werden 2, 4 oder 6 Zylinder, ca. 380 mm lang und ca. 100 mm Durchmesser miteinander an 2 oder 3 zylindrische Teile, in denen der Zentral-Rotationszylinder mit einer mitt leren, bei seitlicher Druckzuführung oder mit 2 Kraftüber tragungsmöglichkeiten rotieren kann, angebracht. In die Zy linder wird je 1 Arbeitsrotor, ca. 60 mm lang, mit gleichen Übertragungsteilen eingebracht, in denen 1 bis 6 Arbeitszy linder sein können. Ein Ringkanal verbindet die Zylinder. Oder die Druckstoßzuführung erfolgt einfacher von beiden Seiten aus. Kolbenabdichtung ist dann nicht notwendig. Die weiteren Abbildungen (Fig. 10-19) sollen auf verschiedene Möglich keiten hinweisen.The copy of the photo ( Fig. 7) of a plexiglass model shows a rotating unit with 7 working cylinders. The copy of the photo ( Fig. 8) shows a single-cylinder model also made of plexiglass, which allows experiments of various types. For example, with axially and radially adjustable bearings and compressed air supply through the piston rods or directly into the working cylinder. The direction of rotation is optionally possible without gear. The compact design with z. B. 42 cylinders ( Fig. 9) has the following dimensions: diameter (radial) about 300 mm, length (axial) about 380 mm. The central rotary cylinder can also contain other units: alternator, starter, fan, direction selector (without gear), including electronic equipment. Further advantages are: No stator, foot, flange, stand or the like, which makes lighter and also ceramic types possible. The rotation system can be on, around or on drive shafts and, in the case of drives rotating telescopically into one another, can simultaneously allow two directions of rotation: one for the stator and counter-rotating for the rotor. If there are two internally toothed drives in the central rotary cylinder and a slightly smaller recessed double-sided external drive, even 2 drives with 2 rotors are possible. This means that 4 rotors can work simultaneously without a gear. For test purposes, the simplest building instructions made of plexiglass cylinders can be the following: Preferably 2, 4 or 6 cylinders, approx. 380 mm long and approx. 100 mm in diameter, are connected to 2 or 3 cylindrical parts in which the central rotating cylinder with a central leren, can rotate with side pressure supply or with 2 power transmission options, attached. In each cylinder, 1 working rotor, approx. 60 mm long, is inserted with the same transmission parts, in which 1 to 6 working cylinders can be. A ring channel connects the cylinders. Or the pressure surge supply is easier from both sides. Piston sealing is then not necessary. The other illustrations ( Fig. 10-19) are intended to indicate various possibilities.

Claims

1. Rotation system, characterized by rotation units that work as combustion, heat, hydraulic and pneumatic motors.

2. Rotation system according to claim 1, characterized by axial and radial, pair and pole construction.

3. Rotation system according to claim 1 and 2, characterized records that it is movable in hollow and hemispheres ordered cylinders.

4. Rotation system according to claim 1 to 3, characterized indicates that it is on, on and around an axis (coaxial) can be.

5. Rotation system according to claim 1 to 4, characterized by high pressure coming from two sides at the same time volume that use the collision energy.

6. Rotation system according to claim 1 to 5, characterized through a central rotary cylinder that is multiple in itself functions.

7. Rotation system according to claim 5, characterized in that that there is a telescopic drive up to 4 rotors enabled at the same time.