DE582165C

DE582165C - Rotary piston engine or pump in which two pistons rotate at different angular speeds

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Publication number: DE582165C
Application number: DEN32316D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-07-02
Filing date: 1931-07-02
Publication date: 1933-08-10

Description

Drehkolbenkraftmaschine oder -pumpe, bei der zwei Kolben mit voneinander verschiedenen Winkelgeschwindigkeiten umlaufen Es sind Kraftmaschinen und Pumpen mit umlaufenden Kolben bekannt.Rotary piston engine or pump, in which two pistons with each other rotate at different angular velocities. They are prime movers and pumps known with rotating pistons.

Bei diesen bisher bekannten Maschinen mit um eine gemeinsame Drehachse umlaufenden Kolben benutzte man entweder Kurbeln und sonstiges Kraftübertragungsgestänge oder verschiebbare Platten u. dgl., die mit dem Kraft- oder Fördermittel direkt in Berührung kommen und daher der Einwirkung dieser Mittel .direkt ausgesetzt sind. Es sind hierbei Schmiermittel nicht genügend wirksam, bei einigen bekannten Maschinen dieser Art unmöglich, wodurch der Verschleiß und die Reibungsarbeit sehr groß sind.In these previously known machines with a common axis of rotation revolving pistons one used either cranks and other power transmission rods or slidable plates and the like come into contact and are therefore directly exposed to the action of these agents. Lubricants are not effective enough on some known machines impossible of this type, as a result of which the wear and the frictional work are very great.

Es sind wohl auch Maschinen bekanntgeworden, bei denen das Kraftiibertragungsgestänge nach außen verlegt ist, so daß eine Schmierung dieser Teile einigermaßen möglich und es hierbei wohl auch gelungen ist, die beweglichen Kurbel- und Gestängeteile dem Kraft- oder Förderungsmittelzutritt zu entziehen; aber nicht erreicht wurde die Beseitigung des mechanischen Widerstandes, welcher bei der Bewegung infolge der Belastung der Zapfen und Gleitflächen der Kraftühertragungseinrichtung durch den Druck des Treibmittels oder der Last des Fördermittels entsteht.Machines have also become known in which the power transmission linkage is relocated to the outside, so that lubrication of these parts is possible to some extent and the movable crank and linkage parts have probably also succeeded here to withdraw access to power or funding; but was not achieved the elimination of the mechanical resistance that results from the movement the load on the pins and sliding surfaces of the power transmission device the pressure of the propellant or the load of the conveyor is created.

Die Beseitigung des mechanischen Widerstandes der bewegten Kurbelzapfen- und Schubstangenlager ist wichtig. Bei anderen Maschinenarten, bei welchen verschiebbare Platten verwendet sind, ist auch die Entlastung während der Bewegung dieser Teile besonders wertvoll, weil die Bewegung unter Last sehr großen Verschleiß und Kraftverlust zur Folge hat. Der Erfindungsgegenstand beseitigt die vorstehenden Mängel weitgehendst und ist besonders gekennzeichnet durch die Art der Kraftübertragungseinrichtung.The elimination of the mechanical resistance of the moving crank pin and push rod bearing is important. With other types of machines, with which sliding ones Plates are used, there is also relief during the movement of these parts especially valuable because the movement under load is very wear and tear and loss of strength has the consequence. The subject matter of the invention largely eliminates the above deficiencies and is particularly characterized by the type of power transmission device.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß zwei unter dem Druck eines Treib-oder Fördermittels stehende Arbeitskolben in einem Arbeitszylinder durch zwei in Flüssigkeit laufende Hilfskolben, die mit zwangsläufig gesteuerten Schieberplatten versehen sind, in Verbindung stehen und mittels der Flüssigkeit unter Zusammenwirkung von Hilfskolben und Schieberplatten in vor- und nacheilende Bewegungen zueinander gebracht werden.The invention consists essentially in that two under the pressure a driving or conveying means standing working piston in a working cylinder two auxiliary pistons running in liquid, those with positively controlled slide plates are provided, are in communication and by means of the liquid interacting of auxiliary pistons and slide plates in leading and trailing movements to each other to be brought.

Bei dieser Einrichtung ist nur ganz -geringer mechanischer Reibungswiderstand vorhanden, weil kraftübertragende Kurbelzapfen und das Gestänge fehlen und die Steuerungsteile im ölgefüllten Gehäuse laufen. Es entsteht also wenig Reibungswiderstand und demzufolge wenig Verschleiß bei der Bewegüng, was als wesentlicher Vorteil gegenüber bekannten Einrichtungen zu betrachten ist.With this device there is only very low mechanical frictional resistance present because power-transmitting crank pins and the linkage are missing and the control parts run in the oil-filled housing. So there is little frictional resistance and consequently little wear and tear when moving, which is a major advantage over the known Facilities is to be considered.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Abb. I zeigt einen Längsschnitt durch die Maschine, Abb.2 einen Querschnitt durch den Arbeitszylinder und die Arbeitskolben nach der Linie A-B in Abb. i, Abb. 3 einen Querschnitt durch den Steuerzylinder und die Steuerkolben nach der Linie C-D in Abb. i. In Abb. ,4 bis 9 sind die Arbeitskolben sowie die Steuerkolben in verschiedenen Stellungen gezeigt. Abb. io zeigt eine Bestriebsstellung der Steuerkolben mit eingezeichneten Kraftrichtungspfeilen.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention shown. Fig. I shows a longitudinal section through the machine, Fig. 2 a cross section through the working cylinder and the working pistons according to the line A-B in Fig. i, Fig. 3 one Cross section through the control cylinder and the control piston according to the line C-D in Fig. i. In Fig. 4 to 9 are the working pistons and the Control piston shown in different positions. Fig. Io shows an operating position the control piston with arrows showing the direction of force.

Neben einem Arbeitszylinder mit Eintrittsstutzen k und Austrittsstutzen l ist ein Steuerzylinder r angeordnet. In dem Arbeitszylinder laufen die Arbeitskolben a und b und in dem Steuerzylinder r die Steuerkolben c und d um. Der Arbeitskolben a ist durch die Antriebswelle f mit dem Steuerkolben d gekuppelt, während der andere Arbeitskolben b mit dem zweiten Steuerkolben c derart verbunden ist, daß beide Kolben auf der Welle f sich frei drehen können. Die Lagerung der Kolbensysteme mit der Welle f erfolgt an den Stellen g, h und i. In addition to a working cylinder with inlet connection k and outlet connection l, a control cylinder r is arranged. The working pistons a and b rotate in the working cylinder and the control pistons c and d in the control cylinder r. The working piston a is coupled to the control piston d by the drive shaft f, while the other working piston b is connected to the second control piston c in such a way that both pistons can rotate freely on the shaft f. The bearing of the piston systems with the shaft f takes place at points g, h and i.

Die Steuerkolben c und d sind mit Schlitzen versehen, in denen sich Schieberplatten p1, p2 und q1, q2 radial bewegen können.The control pistons c and d are provided with slots in which Slide plates p1, p2 and q1, q2 can move radially.

Die Bewegung der Schieberplatten erfolgt zwangsläufig durch Steuernuten n und hl mittels Zapfen vi, v2, v3 und v4. Mit dem Steuerzylinder r ist ein Segmentstück y fest verbunden, das als Widerlager für die im Raum x oder z unter Druck stehende" Flüssigkeit dient. Weiter ist der Steuerzylinder r mit segmentartigen Ausnehmungen s1 und s2 versehen, die dazu bestimmt sind, den Durchgang der Flüssigkeit zur Vermeidung von Drosselverlusten beim Anlaufen der Schieberplatten in die abdichtende Stellung am Zylindermantel und beim Ablaufen aus dieser Stellung zu erleichtern.The slide plates are inevitably moved by means of control grooves n and hl using pins vi, v2, v3 and v4. With the control cylinder r is a segment piece y firmly connected, which acts as an abutment for the pressurized in space x or z " Liquid is used. Next is the control cylinder r with segment-like recesses s1 and s2 are provided, which are intended to avoid the passage of the liquid of throttling losses when the slide plates start up in the sealing position on the cylinder jacket and when walking out of this position.

In Abb. z und 3 sind die Kolben in der Totlage gezeigt. Wird nun die Antriebswelle f mit dem mit ihr fest verbundenen Arbeitskolben d und dem Steuerkolben d aus der Totlage in die Stellung, wie sie die Abb. q. und 5 zeigen, gedreht, so kann durch den Eintrittsstutzen k ein Treibmittel eintreten und das verbrauchte Treibmittel durch den Austrittsstuzen l entweichen. Damit nun die Drehung des Arbeitskolbens b ebenfalls in Richtung der Pfeile erfolgt, ist in die Kammern zwischen den Steuerkolben c und d eine Flüssigkeit eingefüllt, wie Abb. io zeigt, die unter Mithilfe der bis zum Mantel des Steuerzylinders r vorgeschobenen Schieberplatten q1 und des als Widerlager dienenden Segmentstückes y dem Steuerkolben c im Raum z eine höhere Umfangskraft erteilt, als der Steuerkolben d hat.In Fig. Z and 3 the pistons are shown in the dead position. If now the drive shaft f with the working piston d firmly connected to it and the control piston d move from the dead position into the position shown in Fig. Q. 5 and 5 show, rotated, a propellant can enter through the inlet nozzle k and the used propellant can escape through the outlet nozzle l. So that the working piston b also rotates in the direction of the arrows, a liquid is poured into the chambers between the control pistons c and d, as shown in Fig Abutment serving segment piece y gives the control piston c in space z a higher circumferential force than the control piston d has.

Die Stirnflächen der Schieberplatten p1, p2 und q.2 dichten ebenso wie q1 auf der kurzen Bogenstrecke zwischen den Ausnehmungen s1 und s2 am Zylindermantel ab, während die Steuerkolbenkörper d und c am; Segmentstücky abdichtend sich vorbeibewegen. Wie aus Abb. io: zu ersehen ist, erteilen die Steuerkolben d und c der Flüssigkeit im Zylinder r einen Druck von der Größe p # x, und da der Druck vom Raum u in den Raum z sich ohne Widerstand fortpflanzen kann, besteht in beiden Räumen der gleiche Druck auf der Flächeneinheit; folglich ist P XI - p x2 - P x3. Wenn also das Treibmittel im Raum in (Abb.4) jedem der Arbeitskolben a. und b und somit den Steuerkolben d und c (Abb. 5) eine Kraft von der Größe und Richtung P (Abb. io) erteilt, so steht dem Steuerkolben d nur eine Kraft von der Größe F1 # x # p x entgegen, während der Steuerkolben c einen Druck von der Größe F2 # p x und F3 # p # x zu überwinden hat. Es bleibt somit für den Steuerkolben c eine überschüssige Kraft R von der Größe F3 # p # x; die in der Drehrichtung wirksam ist. Bei weiterer Drehung der Kolben im Sinne des Uhrzeigers wird bei Vergrößerung des Raumes z der Raum x verkleinert, und die Flüssigkeit, die aus dem Raume x durch die vorstehende Schieberplatte q1 verdrängt wird, findet im Raum w Aufnahme; ,der Raum w wird also hierbei erweitert. Wie in Abb. q. bis 9 näher dargestellt, wird mit der Erweiterung des Raumes w auf w', w" und w"' auch der Raum m auf nä , m" und m ' erweitert. Gleichzeitig mit der Erweiterung der Räume in und. w tritt bei den Kolben a und d eine Voreilbewegung ein bzw. die Kolben b und c erhalten eine verzögerte Bewegung durch den Widerstand der Schieberplätte q, Bei der verzögerten Bewegung des Steuerkolbens c wird der Raum z' auf z" und z"' erweitert, so daß die aus dem Raume u' verdrängte Flüssigkeit Aufnahme finden kann. Nach Drehung der Kolben bis zu einer Stellung, die Abb. S zeigt, ist eine Füll- und Ausstoßperiode nahezu beendet, und es werden die Kolben durch ihre eigene oder besonders angebrachte Schwungmasse über den Totpunkt getrieben, so daß das Treibmittel von neuem eintreten kann.The end faces of the slide plates p1, p2 and q.2, like q1, seal on the short arcuate section between the recesses s1 and s2 on the cylinder jacket, while the control piston bodies d and c on; Segment pieces move past sealingly. As io in Fig. It can be seen that grant control piston d and c of the liquid in the cylinder r a pressure of the magnitude p # x, and since the pressure from the space and in the space z can propagate without resistance, in both Broach the same pressure on the unit area; hence P XI - p x2 - P x3. So if the propellant in the space in (Fig.4) each of the working pistons a. and b and thus the control piston d and c (Fig. 5) a force of the size and direction P (Fig. io) gives the control piston d only a force of the size F1 # x # px , while the control piston c has to overcome a pressure of the size F2 # p x and F3 # p # x. There remains an excess force R of the size F3 # p # x for the control piston c; which is effective in the direction of rotation. If the piston continues to turn clockwise, if the space z is enlarged, space x is reduced, and the liquid that is displaced from space x by the protruding slide plate q1 is received in space w; , the space w is thus expanded here. As in Fig.q. to 9, with the expansion of the space w to w ', w " and w"' also the space m is expanded to na , m "and m '. Simultaneously with the expansion of the spaces in and, w occurs at the pistons a and d an advance movement and the pistons b and c receive a delayed movement due to the resistance of the slide plate q, with the delayed movement of the control piston c, the space z 'is expanded to z " and z"' , so that from the Spaces u 'can take up displaced liquid. After the pistons have been rotated to a position shown in Fig. S, a filling and ejection period is almost complete, and the pistons are driven over dead center by their own or specially attached centrifugal mass, so that the propellant can enter again.

In ähnlicher Weise kann .die Maschine auch als Pumpe arbeiten, indem das Fördermedium durch den Stutzen k eingesaugt und durch den Stutzen Z ausgestoßen wird, wenn eine äußere Kraft an der Welle f angreift.In a similar way, the machine can also work as a pump by adding the pumped medium is sucked in through the nozzle k and ejected through the nozzle Z. when an external force acts on the shaft f.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Rotary piston engine or pump, with the two. Pistons rotate at different angular velocities, characterized in that axially to the working cylinder a second with liquid, z. B. with oil, filled control cylinder (r) is arranged in which two control pistons (d and c) rotate, one of which (d) through the drive shaft (f) with one (a) of the two working pistons (a and b ) is coupled so that these two pistons (d and e) rotate with the drive shaft (f), while the other control piston (c) is firmly connected to the second working piston (b) which is freely rotatable on the shaft (f), and that the leading and trailing movement of the two working pistons (a and b) by the two control pistons (c and d) acting as differential pistons is brought about by the fact that they are forced to move in the radial direction (e.g. by means of control grooves and pins) Slide plates (p1, p2 and q1, q,) are provided, which seal on both sides of the dead center with the inner surface of the control cylinder (r). a. Rotary piston machine according to Claim i, characterized in that two segment-shaped recesses (s1 and s2) are provided on the inner wall of the control cylinder (r), diagonally opposite the segment piece (y) forming the abutment, which are intended to facilitate the passage of the liquid ( e.g. of the oil) between the end faces of the knife gate valve (p1, p2, q1, q,) and the cylinder inner surface when the knife gate valve starts up in the sealing position on the cylinder jacket and when it drains from this position to avoid throttle losses.