NO169672B

NO169672B - Kraftomsetningsmaskin med stempler som beveges parvis i forhold til hverandre i et sfaerisk hus.

Info

Publication number: NO169672B
Application number: NO895204A
Authority: NO
Inventors: Thor Larsen
Original assignee: 3 D Int As
Priority date: 1989-01-09
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1992-04-13
Also published as: CZ278717B6; JPH04503699A; EP0381639A3; AU4833190A; US5147193A; CZ12590A3; BR9006998A; EP0381639B1; PT92812B; NO169672C; AU639430B2; KR910700393A; IE62917B1; NO895204D0; DE69000321D1; HUT62068A; ATE80924T1; KR0163951B1; CA2045400C; RU2080452C1

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en kraftomsetningsmaskin omfattende en første rotordel med et første par stempler og en andre rotordel med et andre par stempler som er innrettet til å beveges i et sfærisk hulrom i maskinens hus, hvor det andre par stempler er bevegelig tvangsmessig i en vippebevegelse frem og tilbake i forhold til det første par stempler, idet den første rotordel er forbundet med en drivende eller drevet dreieaksel, mens den andre rotordel er dreiningsfast forbundet med den første rotordel, for å underkastes en felles rotasjonsbevegelse om dreieakselens dreieakse, hvorved den første rotordel er dreibar i en første dreiebane i et plan vinkelrett på dreieaksen, mens den andre rotordel er roterbar sammen med og vippbar i forhold til den første rotordel, idet den andre rotordel styres av en styredel, som er dreibar i en andre dreiebane, som er skråttstilt ved hjelp av et stasjonært anbragt styreorgan under en vinkel v i forhold til den første dreiebane.

Foreliggende kraftomsetningsmaskin finner anvendelse på en rekke forskjellige områder, eksempelvis som entrinns eller flertrinns kompressor, pumpe, hydraulisk eller pneumatisk motor henholdsvis som totakts eller firetakts forbrenningsmotor, m.m. Maskinen kan benyttes for et stort spekter av forskjellige omdreiningstall. Spesielt er maskinen anvendbar som hurtiggående maskin, eksempelvis som hurtiggående kompressor eller som hurtiggående motor. Med maskinen utformet som pneumatisk drevet motor, dampmaskin eler forbrenningsmotor og utformet med et moderat arbeidsvolum kan det benyttes et omdreiningstall på 500 omdreininger pr. sek (30 000 omdreininger pr. min.). Med maskinen utformet som forbrenningsmotor kan et omdreiningstall av en størrelsesorden 100 omdreininger pr. sek. (6000 omdreininger pr. min.) være aktuelt. I andre tilfeller kan omdreiningstall på 50 omdreininger pr. sek. være mere relevant for spesielle andre anvendelser. I forbindelse med fremdriftsmotorer (eksempelvis dieselmotorer) for skip kan det være aktuelt med vesentlig lavere omdreiningstall av hensyn til propellenes omdreiningstall og omdreiningstall på 100 omdreininger pr. minutt for propellen(e) kan da være et relevant omdreiningstall også for fremdriftsmotoren. Det tas spesielt sikte på en maskin som gir en effektiv avbalansering av de bevegelige massene i maskinen og en derav følgende minimal vibra-sjon i maskinen under drift. Videre tas det sikte på en maskin som har en forholdsvis kompakt konstruksjon med forholdsvis få og enkle deler samt forholdvis lite volum og forholdsvis liten vekt i forhold til ytelse. I tillegg tar man sikte på en maskin hvor arbeidskamrene er tetningsmessig avgrenset fra maskinens smøremiddelkontrollerte deler. Ytterligere tar man sikte på en maskin hvor man oppnår enkel og effektiv styring av de forskjellige portåpninger i maskinhuset.

Fra US-patent 826.985 (D.Appel), hvor patent ble gitt i 1906, er det kjent en løsning av den innledningsvis angitte art, hvor man oppnår en gunstig bevegelse av stemplene og til-hørende arbeidskamre i forhold til de forskjellige portåpninger, basert på en enkel konstruksjon uten veivaksel og uten separat bevegelige ventiler.

Ifølge den kjente løsning er det foreslått å anordne et styreorgan stasjonært anbragt, radialt utenfor maskinens arbeidskamre, for å styre det andre par stempler tvangsmessig i en vippebevegelse i forhold til det første par stempler. Det er vist en ringformet styredel som styres i det stasjonære styreorgan i et styrespor som er utformet i selve maskinhuset og som i tillegg rager radialt utenfor selve maskinhuset forøvrig.

I praksis underkastes ved den kjente løsning det første par stempler utelukkende en dreiebevegelse, mens det andre par stempler underkastes en tilsvarende dreiebevegelse og dertil en ekstra, tvangsstyrt, frem og tilbake svingende vippebevegelse i forhold til det første par stempler. Ved hjelp av det nevnte radialt ytre styreorgan tvangsstyres det andre par stempler i en spesiell bevegelsesbane i et stasjonært plan i det sfæriske hus, dvs. med en ringformet styredel skråstilt i et dreieplan under nevnte vinkel v i forhold til dreieplanet for det første par stempler. Det andre par stemplers frem og tilbake svingende vippebevegelse mot og fra det første par stempler, foregår ved tvangsstyrt bevegelse om en vippeakse som løper på tvers av dreieaksen for rotorens dreieaksel. Dette innebærer at alle punkter på det andre par stemplers stempelflater settes i en kontinuerlig rotasjon om dreieakselens dreieakse, samtidig som disse punkter i tillegg underkastes en svingebevegelse mot og fra det første par stemplers stempelflater. Det andre par stemplers sammensatte dreiebevegelse og vippebevegelse frem-kaller et gunstig bevegelsesmønster for de andre stempler (den andre rotordel) i forhold til det første par stempler (den første rotordel) og i forhold til det omsluttende maskinhus med sfæriske innerflater, uten at de andre stempler gjennomløper en reell dødpunktsstilling ved svingebevegelsenes ytterstillinger.

Resultatet av ovennevnte konstruksjon er at de fire forskjellige arbeidskamre, som avgrenses mellom de fire stempler, settes i en motsvarende dreiebevegelse om dreieakselens dreieakse og settes parvis i forbindelse med stasjonære portåpninger i maskinhuset i bestemte, lokale områder av stemplenes og derved arbeidskamrenes bevegelsesbaner. I hver av dreieakselens omdreiningssykluser underkastes to av arbeidskamrene en vinkelmessig jevn volumutvidelse mot et maksimum, for deretter kontinuerlig å fortsette i en motsvarende vinkelmessig jevn volumreduksjon mot et minimum i en påfølgende arbeidstakt, mens de to øvrige arbeidskamre tilsvarende underkastes en vinkelmessig jevn volumreduksjon mot et minimum for deretter kontinuerlig å fortsette i en vinkelmessig jevn volumutvidelse mot et maksimum i en påfølgende arbeidstakt. Det ene par arbeidskamre samvirker . med et første par portåpninger, mens det andre par arbeidskamre samvirker med et andre par portåpninger. Følgelig oppnår man en spesielt jevn fylling og jevn tømming av arbeidskamrene i et første og et andre par arbeidskamre i hver arbeidstakt og en skifting av arbeidstakt straks de svingbare stemplene har nådd deres respektive ytterstilling. Skiftingen av arbeidstakt skjer ikke via en markert massebevegelse til dødpunktstilling mellom to mot og fra hverandre bevegelige stempler, men derimot med en jevnt bevegelig massebevegelse via en tvangstyrt rotasjonsbevegelse av stemplene i forhold til hverandre, i adskilte bevegelsesplan. Dette bevegelsesmønster er viktig, slik det skal beskrives nedenfor.

Det er ikke kjent at den foreslåtte, sistnevnte løsning har funnet praktisk anvendelse - dette til tross for det gunstige bevegelsesmønster og de gunstige arbeidsbetingelser som rotordelene menes å kunne underkastes. Det antas at dette skyldes spesielle problemer, som oppstår i forbindelse med plasseringen av styreorganet radialt utenfor maskinens arbeidskamre, idet styredelen (styreringen) underkastes spesielt store periferihastigheter og støter tett opp til maskinens arbeidskamre med de virkningsmessige ulemper som dette vil ha. Det er således en stor ulempe at de svingbare stemplene ved hver eneste svingebevegelse må bevege seg på tvers av spalten i maskinhuset der styredelen (styreringen) er opplagret i maskinhuset. Det oppstår store problemer med på den ene side å sikre smøring av styredelen i forhold til maskinhuset og på den andre side å sikre avtetning av styredelen overfor arbeidsmediet i maskinens arbeidskamre. Disse problemene er spesielt merkbare ved hurtiggående maskiner og spesielt ved hurtiggående forbren-ningsmotorer. Det antas at problemstillingen har vært av en slik art at man i løpet av de forløpne 80-83 år, ikke har funnet noen løsning på problemene, før foreliggende oppfinnelse er fremkommet.

Frajrø patentsøknad 88/03986 (Thor Larsen) er det kjent en kraftomsetningsmaskin av en liknende, men likevel vesentlig forskjellig konstruksjonsmessig løsning, som oppfyller noen av ulempene ved den ovennevnte kjente utførelse, men ikke oppfyller alle ovennevnte formål ifølge oppfinnelsen. I form av en pumpe eller kompressor virker den kjente løsning effektivt, mens den i form av en forbrenningsmotor er mere komplisert, ved at det benyttes en roterende veivaksel til å bevege samtlige av stemplene i en sammensatt vippe- og svingebevegelse og ved at det må styres ventilene spesielt i tillegg til den styring av ventilene som er innebygget i maskinhuset.

Med den foreliggende oppfinnelse har man løst problemene ved begge de kjente løsninger og fremskaffet en løsning med betydelige fordeler i forhold til de kjente løsninger.

Maskinen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at den første og andre rotordel er avgrenset innenfor en felles, sfærisk generatrise svarende til en sfærisk innersideflate i maskinhuset, og at styreorganet, for styring av den andre rotordel i den den nevnte frem og tilbake svingende vippebevegelse, er anordnet sentralt inne i den sammenhengende rotor i form av en langstrakt statordel, hvis ene ende er i stiv forbindelse med maskinhuset.

Ved å underkaste begge par stempler en kontinuerlig dreiebevegelse, med styring av den andre rotordels frem og tilbake svingende vippebevegelse fra rotorens innerside og med mulighet for effektiv avtetning av styreorganet og styredelen på rotorens innerside, kan stemplene, som er anordnet på rotorens ytterside, underkastes forholdsvis store bevegelses-hastigheter, uavhengig av ytre styreorganer, ytre styredeler m.m. Det valgte innvendig anbragte styreorgan og tilhørende innvendig anbragt styredel gir videre mulighet for en kompakt og robust konstruksjon for styremekanismen, som igjen gjør det mulig å underkaste styredelen forholdsvis lave periferihastigheter, mens rotorens radialt største omkretsparti kan underkastes vesentlig større periferihastigheter, uten derved å fremkalle spesielle problemer. I tillegg kan styredelen og tilstøtende deler i den andre rotordel avbalanseres på kontrol-lert måte innvendig i rotoren, uten å fremkalle særlig vibra-sjon i rotoren eller i maskinen forøvrig. Samtidig får man mulighet for lettvint tetningsmessig adskillelse av arbeidskamrene fra de innvendige smøremiddelområdene for styredelen og tilsvarende deler innvendig i rotoren, uten å risikere sammen-blanding av smøremidler og mediet som bearbeides i maskinens arbeidskamre.

Ifølge oppfinnelsen oppnår man på enkel og lettvint måte en effektiv løsning spesielt for en hurtiggående maskin, som angitt innledningsvis, ved som nevnt å avgrense rotordelene innenfor en sfærisk generatrise tilsvarende til en sfærisk innerflate i maskinhuset og ved å fjerne styreorganet fra en radialt ytre plassering til en sentralt indre plassering. Herved oppnår man den betydelige fordel at portåpningene kan utformes på vilkårlige steder innvendig i maskinhusets sfæriske flate, uavhengig av styredelens plassering. En spesiell fordel er det at rotorens ytterside og motorhusets innerside begge kan utformes med sfæriske flater som kan være nøye avpasset etter hverandre for rotasjon av rotoren med særlig høye rotasjons-hastigheter. I samme forbindelse er det av stor betydning at styreorganet og styredelen er anbragt radialt innvendig i rotoren.

Det er sørget for at styreorganet er anordnet koaksialt til dreieakselen og gjennomløper maskinhuset fra et lager i forbindelse med dreieakselens innerende til et stasjonært feste i motsatt ende av maskinhuset.

Herved sikrer man en effektiv opplagring av rotoren på styreorganet samtidig som den andre rotordels styredel (styrering) kan styres på effektiv måte på det stasjonært anordnete styreorgan som er avgrenset innvendig i rotoren.

Styreorganet gjennomløper sentralt den første rotordel, idet den første rotordel er dreibart lagret i forhold til styreorganet ved dettes motsatte ender. Man oppnår herved en enkel opplagring også av rotoren innvendig i maskinhuset.

Med den foreliggende oppfinnelse tar man som nevnt ovenfor sikte på å unngå enhver kommunikasjon mellom smøremidlene (som spesielt skal smøre lagerflåtene mellom styredelen og styreorganet og lagerflatene mellom den første rotordel og styreorganet samt lagerflatene mellom den andre rotordel og styredelen) og arbeidsmediet (som håndteres i maskinens arbeidskamre).

Ifølge oppfinnelsen er det mulig å sikre en effektiv felles avtetning av rotorens innvendige lagringsorganer og den innvendig anbragte styredels lagringsorganer, slik at disse kan smøres med et felles smøremiddelsystem anordnet i form av kanaler i maskinens stator. Maskinen ifølge oppfinnelsen er i denne anledning kjennetegnet ved at den første rotordel er tredd endeveis gjennom den andre rotordel gjennom et ringdannende, radialt ytre rotordelparti, idet den første og andre rotordel i fellesskap avgrenser et i forhold til arbeidskamrene avtettet smøremiddel inneholdende hulrom som omslutter styreorganet og tilhørende styredel samt styredelens forbindelsesorgan med den andre rotordel.

Det er ved de forskjellige løsninger ifølge oppfinnelsen

(på tilsvarende måte som ifølge ovennevnte US.patent 826.985)

generelt ikke nødvendig med ventilstyrte portåpninger, idet stemplenes bevegelser kan styre åpningen (avdekkingen) og lukningen (tildekningen) av portåpningene alene ved sin dreiebevegelse i forhold til portåpningene i det sfæriske hus. Tids-punktet for åpning (avdekning) av og lukning (tildekning) av portåpningene kan reguleres ved motsvarende vilkårlig utforming av og motsvarende plassering av portåpningene i det sfæriske hus, uavhengig av utvendig styreorgan og utvendig styredel. Man kan benytte to innløpsporter og to utløpsporter, dvs. en inn-løpsport og en utløpsport, som er felles for et første par arbeidskamre, mens en øvrig innløpsport og en øvrig utløpsport er felles for et andre par arbeidskamre.

En konstruksjonsmessig enkel og praktisk gunstig løsning består i at det første og andre par stempler, sammen med dreieakselen, utgjør en sammenhengende rotor, mens det sfæriske hus og et dertil festet styreorgan, for styring av det andre par stempler i den andre styrebane, utgjør en sammenhengende stator.

Man kan herved benytte et fåtall separate deler såvel i rotor som i stator og derved samtidig oppnå en enkel og forholdsvis kompakt konstruksjonsmessig løsning med lav vekt og forholdsvis lite volum, men med relativ stor ytelse. Nærmere bestemt består statoren av styreorganet og maskinhuset i stiv forbindelse med hverandre, mens rotoren består av den første rotordel, den andre rotordel med dertil festet forbindelsesorgan som med et par dreietapper er leddforbundet med styredelen som igjen er dreibart lagret på styreorganet. Av mon-tasjemessige og fremstillingsmessige grunner er delene i praksis splittet opp i et større antall deler, men grovt betraktet består statoren av én eneste del, mens rotoren består av tre samvirkende deler (de to rotordeler og styredelen). Man kan i tillegg oppnå en enkel fremstilling og en forholdsvis enkel montasje av de forskjellige deler, slik det vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse.

Ved en foretrukket løsning ifølge oppfinnelsen er maskinhuset ved hver av dens motstående ender utstyrt med et par dreievinkelmessig adskilte portåpninger, som er lokalisert innenfor bevegelsesbanene for omkretskantene på den sfæriske ytterflate på en respektiv av den første rotordels endepartier og som er innrettet til å tildekkes av og avdekkes av nevnte endepartier i rotorens forskjellige dreiestillinger eller dreieområder, idet den sfæriske ytterflate', som er avgrenset på den første rotordels endepartier og som er symmetrisk om rotorens dreieakse har markert større lengde enn bredde.

Herved er det mulig ifølge oppfinnelsen å styre portåpningene i sin helhet ved hjelp av den første rotordels stempeldannende endepartier.

Ifølge oppfinnelsen kan man, ved anvendelse av maskinen som kompressor eller pumpe eller som totakts forbrenningsmotor, sikre at to diametralt motsatte arbeidskamre settes i forbindelse med innbyrdes diametralt motsatte, innløps dannende portåpninger (og deretter settes i forbindelse med innbyrdes hosliggende, utløpsdannende portåpninger), mens to andre innbyrdes diametralt motsatte arbeidskamre på samme tid settes i forbindelse med motsvarende innbyrdes diametralt motsatte, utløps dannende portåpninger i respektive bestemte faser av de respektive arbeidstakter (og deretter settes i forbindelse med innbyrdes hosliggende, utløpsdannende portåpninger).

Når maskinen er i form av en firetakts forbrenningsmotor, avgrenser motorhusets hulrom ved hjelp av rotoren fire separate arbeidskamre, som hver for seg og i tur og orden parvis underkastes respektive to av motorens fire takter i kommunikasjon med respektive to av de fire portåpninger, hvorav på samme tid en første portåpning danner luftinntaksåpning til et første arbeidskammer, og en andre portåpning danner utløpsåpning for komprimert luft fra et andre arbeidskammer til et radialt utenfor arbeidskamrene anbragt forbindelseskammer, idet en tredje portåpning danner innløpsåpning fra forbindelseskammeret til et tredje ekspansjonskammer dannende arbeidskammer, mens en fjerde portåpning danner utløpsåpning fra et fjerde arbeidskammer til eksosutløp.

Ifølge oppfinnelsen kan man oppnå at forbindelseskammeret for det første kobler sammen det ene par arbeidskamre som arbeider på innsugnings-/kompresjonssiden med et andre par arbeidskamre som arbeider på arbeids-/utblåsningssiden av maskinhuset. For det annet kan man oppnå at forbindelseskammeret, som fortrinnsvis er anbragt utenfor motorens kjøle-kappe, også kan danne et utvendig forbrenningskammer, med tilhørende brennstoffdyse(r) og tenningsanordning.

Ved å kombinere det utvendige forbindelseskammer med et utvendig forbrenningskammer, kan man oppnå flere betydelige fordeler.

For det første kan man på ett og samme tidspunkt sikre at hver av de fire arbeidstakter (innsugning, kompresjon, arbeids-trinn og utblåsing) foregår i ett og samme motorhus fordelt på et respektivt av de fire arbeidskamre.

For det annet kan man oppnå en betydelig forenkling av selve forbrenningsprosessen, en betydelig forenkling av varme-tap, sikring av høy forbrenningstemperatur og derav følgende fullstendig forbrenning av brennstoffet, m.m.

Det foretrekkes i denne anledning at forbrenningskammeret er utstyrt med et sjikt av innvendig varmeisolerende, keramisk materiale.

Herved oppnår man flere betydelige fordeler.

For det første kan man la forbrenningen i motorens eks-plosjonsfase foregå utenfor arbeidskammerne, slik at rotorens deler kan holdes på et lavt termisk nivå, mens forbrenningskammeret kan holdes på et betydelig høyere termisk nivå, noe som kan sikre effektiv forbrenning uavhengig av motorens indre deler (maskinhusets innerside og rotor m.m.)

Nærmere bestemt kan forbrenningskammeret anordnes stasjonært festet til selve motorhuset, og fortrinnsvis anbragt utenfor både selve motorhuset og motorens vannkappe, og derved uavhengig av motorens rotor, vannkappen, smøremiddelsystemet m.m. Tilsvarende oppnår man derved at motorens rotor kan være utformet på en for rotasjonen gunstigst mulig måte, uavhengig av selve forbrenningssyklusen og forbrenningskamrets utforming.

Videre kan arbeidskamrene, som forbrenningskamret skal samvirke med, underkastes en fortløpende rotasjon i forhold til portåpningen som leverer arbeidsmediet fra det stasjonære forbrenningskammer, slik at man også kan oppnå en effektiv ut-nyttelse av den varme gass-strømmens bevegelsesenergi i arbeidskammernes bevegelsesretning.

En ytterligere vesentlig fordel ved å anbringe forbrenningskammeret stasjonært festet, utenpå motorhuset, er at man kan oppnå en effektiv forbrenning av drivstoffet ved et spesielt høyt og samtidig relativt jevnt temperaturnivå, mere eller mindre uavhengig av temperaturforholdene innvendig i motorhuset. Forbrenningskammeret kan lettvint avgrenses innenfor et område som er forholdsvis lett å varmeisolere og lett å gjøre resistent overfor høye temperaturer (eksempelvis ved innkled-ning av innervegger og eventuelt yttervegger med keramisk materiale), slik at forbrenningskammeret kan holdes på et høyt, konstant temperaturnivå og derved sikre en effektiv, mere eller mindre fullstendig forbrenning av brennstoffet. Dette gir både miljømessige fordeler og i tillegg større ytelse i motoren. Med andre ord kan man avgrense tilførselen av varme lokalt til motorhusets utvendige forbrenningskammer og i stor utstrekning begrense varmetilførselen til dette lokale område av motoren. I samme anledning kan man tilsvarende oppnå et noe lavere temperaturnivå innvendig i motorhuset, slik at motorens roterende deler kan holdes på tilsvarende lett kontrollerbare, relativt lave temperaturnivåer ved vanlig utvendig vann- eller luft-kjøling av motorhuset og vanlig innvendig oljekjøling av selve rotoren og dennes styreorgan og tilhørende styredel.

En ytterligere fordel er at man kan tilføre den varme brennstoffgass under høyt trykk direkte til de forskjellige arbeidskamre via en eneste portåpning med nøyaktig avgrenset åpningsareal og med nøyaktig avpasset tidspunkt for åpning og lukking i forhold til dreiesyklusen. Strømningen av varm trykk-gass kan i praksis foregå tilnærmet helkontinuerlig i en raskt pulserende gasstrøm fra forbrenningskammeret til de raskt på-følgende arbeidskammere, uten vanlig ventilstyring og utelukkende styrt av rotorens rotasjonsbevegelser.

Ved å unngå ventilstyringer, kamaksler, m.m. oppnår man betydelige fordeler. Blant annet kan man på lettvint måte benytte store portåpninger for luftinnsugning henholdsvis eksos-utblåsning for å sikre tilsvarende rask og relativt uhindret luftinnsuging og rask eksosutblåsing, uten bruk av ekstra, bevegelige deler, noe som er spesielt gunstig ved hurtiggående motorer. Tilsvarende kan man på lettvint måte utforme de forskjellige portåpninger med en tverrsnittsform og et tverrsnittsareal, som er helt bestemt av tilsiktet strømningsmåte for gassmediet i de forskjellige arbeidstakter i motorhuset henholdsvis i forbrenningskammeret.

Ytterligere trekk ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse under henvisning til de med-følgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser i planriss en kraftomsetningsmaskin ifølge oppfinnelsen, vist i et første utførelseseksempel i form av en kompressor. Fig. 2 viser et vertikalsnitt gjennom maskinen ifølge fig. 1. Fig. 3 viser et perspektivisk riss av en første rotordel. Fig. 4 viser et perspektivisk riss av en andre rotordel. Fig. 4a viser i sideriss rotordelen ifølge fig. 3 og rotordelen ifølge fig. 4 i inngrep med hverandre, med deler av den andre rotordel ifølge fig. 4 vist i snitt. Fig. 5 viser et vertikalsnitt gjennom maskinens stator dannende deler. Fig. 6-8 viser maskinens rotor i tre forskjellige driftsstillinger. Fig. 9-10 viser første og andre rotordel opptatt i den ene husdel og vist i to forskjellige driftsstillinger med 90° vinkelforskyvning. Fig. 11 viser i perspektivriss maskinenen ifølge oppfinnelsen i form av en firetakts forbrenningsmotor, og det er spesielt vist en luftinntaksåpning og en eksosutløpsåpning. Fig. 12 viser samme som i fig. 11, vist fra motsatt side og vist med visse deler bortbrutt for oversiktens skyld, og det er spesielt vist motoren med utvendig forbrenningskammer. Fig. 13 viser et tverrsnitt av motoren ifølge fig. 11 og 12. Fig. 14 viser i perspektivriss styreorganet for en andre rotordel. Fig. 14a viser i tverrsnitt styreorganet med den andre rotordels styredel innfestet i et tilhørende styrespor. Fig. 15 viser i sideriss og delvis i snitt styreorganet ifølge fig. 14 med tilhørende styredel under montasje i et føringsorgan som danner forbindelsesorgan mellom styredelen og den andre rotordel. Fig. 16 viser i et ekspandert riss enheten av styredel og føringsorgan plasert mellom to halvdeler som tilsammen danner den første rotordel. Fig. 16a viser den første rotordel i tverrsnitt, vist 90° vinkelforskjøvet i forhold til risset i fig. 16. Fig. 17 viser den første rotordel, som omfatter halv-delene som vist i fig. 16, plassert mellom to deler som inngår i den andre rotordel. Fig. 18 viser den andre rotordels halvdeler, som vist i fig. 17, i sammenmontert tilstand. Fig. 19 viser i sideriss tilsvarende deler som vist i fig. 18, sett fra høyre side i fig. 18. Fig. 20 viser delvis i sideriss og delvis i lengdesnitt et utsnitt av den andre rotordel. Fig. 21 og 22 viser i enderiss to halvdeler som tilsammen utgjør motorhuset, som vist i snitt i fig. 13. Fig. 23 viser i lengdesnitt en konstruksjonsdel som inne-holder et i forhold til motoren utvendig forbrenningskammer. Fig. 24 viser skjematisk den første og den andre rotordel i forskjellige vinkelstillinger i forhold til hverandre for å illustrere tildekningen og avdekning av portåpningene i de forskjellige arbeidstakter i en firetakts forbrenningsmotor ifølge fig. 11-23.

Som nevnt innledningsvis kan kraftomsetningsmaskinen ifølge oppfinnelsen finne anvendelse på en rekke forskjellige områder, eksempelvis som ettrinns eller flertrinns kompressor, eller som pumpe, pneumatisk eller hydraulisk drevet motor eller som forbrenningsmotor eller liknende. Maskinen eller motoren ifølge oppfinnelsen kan finne anvendelse på en rekke forskjellige områder og i en rekke forskjellige kombinasjoner uten at det er gitt en fullstendig angivelse av slike utførelser heri. Det er i det etterfølgende vist eksempler på en enkel motor-enhet, mens det i praksis også kan tenkes en rekkke forskjellige kombinasjonsmuligheter som kan gi betydelige fordeler, eksempelvis ved sammenkobling av maskiner eller motorer i tandem eller på annen aktuell måte med samvirkende drift.

Kraftomsetningsmaskin i form av kompressor.

I et første utførelseseksempel som vist i fig. 1-10 skal kraftomsetningsmaskinen ifølge oppfinnelsen beskrives i spesielt enkel utførelse i form av en kompressor. De delene som beskrives under henvisning til fig. 1-10, er imidlertid ikke begrenset til anvendelse i en kompressor, men kan like gjerne prinsippielt anvendes i andre typer aktuelle maskiner, uten at det skal angis konkrete eksempler på dette heri.

Maskinen ifølge det første utførelseseksempel omfatter generelt et maskinhus 10, en sammenhengende rotor bestående av en første rotordel 19-21 og en andre rotordel 33-35, et i maskinhuset stasjonært festet, radialt indre styreorgan 16 for en i et separat dreieplan roterbart lagret styredel 38. Styredelen 38 tvangsstyrer den andre rotordel 33-35 i en frem og tilbake svingende vippebevegelse i forhold til den første rotordel 19-21, som utelukkende underkastes rotasjonsbevegelse.

I fig. 1 er det vist et sfærisk maskinhus 10 med sfærisk innerhulrom. Huset 10 er sammensatt av to hus-halvdeler 11 og 12 og er delt langs et tversløpende senterplan eller radialplan 10a, som vist med strek-prikkete linjer i fig. 1, 2 og 5. Husdelene 11,12 er utstyrt med hver sin festeflens 13 henholdsvis 14, som er sammenfestet ved hjelp av en rekke festebolter 15a med tilhørende festemutrer 15b. Ved henvisningstallene 100a og 100b er det vist to maskinfundamenter med tilhørende festehuller 101 for festebolter (ikke nærmere vist).

Maskinens stator 10,16 er vist i fig. 5, mens maskinens rotor 19-21,33-35 er vist i fig. 6-8. Maskinens stator og rotor er nærmere vist i sammenstilt tilstand i fig. 2 og 4a. Den første rotordel 19-21 henholdsvis den andre rotordel 33-35 er vist hver for seg i fig. 3 og 4.

Til maskinhusets den ene husdel 11 er det permanent fastgjort et stort sett stangformet, stasjonært styreorgan 16, som gjennomløper det sfæriske hulrom 10b i det sfæriske hus 10 (se fig. 2) på tvers av nevnte senterplan 10a og rager et stykke aksialt utenfor maskinhusets sfæriske hulrom ved den på tegningen viste øvre ende av maskinhuset. Styreorganet 16 har en lengdeakse 16a som sammenfaller med en dreieaksels 17 dreieakse 17a. Styreorganets 16 ene fortykkete ende 16b er stivt forbundet med den ene husdel 11, slik at styreorganet 16 sammen med husdelene 11 og 12 danner en sammenhengende stator.

Oventil på tegningen (se fig. 5) er styreorganet 16 utstyrt med et stilkformet parti 16c, som etterfølges av et kulehodeformet midtparti 16d samt et nedre stilkformet parti 16e som løper over i det nedre fortykkete parti 16b, hvormed styreorganet er forbundet med husdelen 11.

I den andre husdel 12 er det i et radialt indre dreie-lager 18 dreibart lagret dreieakselens 17 aksialt indre ende 17b. Dreieakselens 17 aksialt motsatte ende 17c rager endeveis utenfor huset 10 for inngrep med et ikke nærmere vist, kraft-drevet drivorgan for dreining av dreieakselen 17 i forhold til huset 10 og styreorganet 16.

Til dreieakselens 17 innerende 17b er det festet i stiv forbindelse med denne en første rotordel 19-21. Rotordelen omfatter et første par stempler 19,20, som er stivt forbundet med hverandre via et felles navparti 21. Den første rotordannende del 19-21 er dreiningsfast forbundet med dreieakselen 17. Rotordelen 19-21 er dreibart lagret på utvendige lagerflater 22, 23, 24 ved den aksialt indre ende 16b av styreorganet 16 og på radialt utvendige lagerflater 25, 26 ved den aksialt ytre ende 16c av styreorganet 16. Styreorganets 16 ytre ende 16c rager endeveis innad i dreieakselens 17 innerende 17b, slik at denne innerende 17b radialt innvendig er dreibart lagret på styreorganets 16 ytterende 16c og radialt utvendig er dreibart lagret i dreielageret 18 i husdelen 12.

Slik det fremgår av fig. 3 er stemplene 19, 20 og navpartiet 21 delt i to halvdeler 19a, 20a, 21a og 19b, 20b, 21b langs en delingsflate, som vist ved delingslinjen 27, slik at de to halvdeler kan monteres fra motsatte sider på plass omkring styreorganet 16, mens dette er festet til husdelen 11, men innen husdelen 12 monteres på plass på husdelen 11.

Stemplene 19,20 har form av langstrakte kulesegmenter. Navpartiet 21, som er lokalisert sentralt i huset 10, har form av to aksialt adskilte, sylinderformete hylser 21a og 21b med en mellomliggende spalte 21c. Hylsene 21a, 21b strekker seg over en lengde på omtrent 1/3 av husets 10 innerdiameter. Hylsene avgrenser mellom seg et midtre kuleformet hulrom 28 (se fig. 2 og 4a) hvori det er opptatt styreorganets 16 kulehodeformete midtparti 16d med en tilhørende ringformet styredel 38. Styredelen 38 er utstyrt med tapper 39 som rager radialt utad fra styredelen og fra det kuleformete hulrom 28 via nevnte spalte 21c i rotordelen 19-21.

Ved motsatte ender av navpartiet 21 er det utformet en utsparing 31 henholdsvis 32 (fig. 3) med sylindrisk buete flater 31a, 31b henholdsvis 32a, 32b.

Til den første rotordel 19-21 er det festet en separat andre rotordel 33-35, som er nærmere vist i detalj i fig. 4. Som vist i fig. 2 og 4a utgjør rotordelene 19-21 og 33-35 en sammenhengende rotor. Rotordelen 33-35 omfatter to stempler 33, 34 og et mellomliggende navparti 35. På tilsvarende måte som stemplene 19, 20 og navpartiet 21 er stemplene 33, 34 og navpartiet 35 delt i to halvdeler 33a, 34a, 35a henholdsvis 33b, 34b, 35b ved hjelp av et deleplan, som vist i fig. 4 i form av en delelinje 37. De to navpartideler 35a, 35b er imidlertid delt slik at de mellom seg danner et mellomrom til opptakelse av den første rotordels tilhørende navpartideler 21a, 21b.

Ved montasje festes først styredelen (styreringen) 38 på plass på styreorganet 16. Deretter monteres de to halvdeler av den første rotordel 19-21 på plass i den nedre hushalvdel 11 omkring styreorganet 16 fra motsatte sider av dette og samtidig i fast dreieinngrep med dreieakselen 17. Ytterligere deretter kan den andre rotordel 33-35 monteres på plass på den første rotordel 19-21. I praksis kan den andre rotordels ene halvdel 33a, 34a, 35a monteres på plass på den første rotordels motsvarende ene halvdel 19a,20a,21a. Motsvarende kan den andre rotordels andre halvdel 33b, 34b, 35b skyves sideveis i inngrep med den første rotordels motsvarende andre halvdel 19b, 20b, 21b.

Den ringformete styredel 38 er delt i to deler 38a, 38b som vist i fig. 4. Styredelen 38 omfatter to radialt utad rettete tapper 39 som er utformet i ett stykke med en respektiv av de to ringhalvdeler 38a, 38b. Tappenes motsatte ende er dreibart lagret i en tilsvarende svingelager dannende boring i den andre rotordels 33-35 respektive to stempeldeler 33, 34. Ringdelen 38 er dreibart lagret i et spor 41 i styreorganets 16 kulehodeformete parti 16d og er sammen med dette anbragt i det kuleformete hulrom 28 som fremkommer mellom den første rotordels navpartihylser 21a og 21b, slik som vist i fig. 4a. Ring-sporets 41 midtre hovedplan, som er vist med en strekprikket linje 41a, danner en vinkel v med planet 10a som løper vinkelrett på styreorganets 16 midtakse 16a.

Vinkelen v er i det viste utførelseseksempel vist med en størrelse av 30°, men kan i praksis være større eller mindre, etter ønske og behov. Når vinkelen v velges eksempelvis til 30°, kan det andre par stempler derved beveges 60° i forhold til det første par stempler i hver arbeidstakt. Ved redusert tykkelse på stemplene kan man eksempelvis benytte en vinkel på 45° og da med en vinkelbevegelse på 90° for hvert av stemplene i det andre par stempler i forhold til det første par stempler i hver arbeidstakt. Stemplene kan være kulesegmentformet eller er i alle tilfelle utstyrt med sfæriske ytterflater som mot-svarer maskinhusets sfæriske innersideflate.

Av fig. 2 fremgår det at rotordelene 19-21 og 33-35 utgjør en sammenhengende rotor som er innrettet til å roteres om dreieakselens 17 akse 17a i forhold til en i huset 10 festet, sammenhengende statordel som omfatter styredelen 16.

Den andre rotordel 33-35 omvippes tvangsmessig i en resi-prokerende bevegelse i forhold til den første rotordel 19-21 om en svingeakse 35c som sentralt gjennomløper den andre rotordels 33-35 navpartier 35a, 35b og som krysser dreieakselens 17 akse

17a vinkelrett på denne i hulrommets 10b senter. Som følge av den tvangsmessige styring av ringen 38 i planet 41a i ring-sporet 41 i det stasjonære styreorgan 16, settes styreringen 38 i en rotasjon i en separat dreiebane i forhold til styreorganet 16, dvs. den settes i rotasjon i planet 41a som løper skrått på den første rotordels 19-21 rotasjonsplan som løper vinkelrett

på dreieaksen 17a. Herved vil styreringens 38 tapper 39 foreta en frem og tilbake svingende bevegelse i forhold til stemplene 33, 34 og følgelig vil den andre rotordel 33-35 settes i en tvangsmessig vippebevegelse frem og tilbake om svingeaksen 35c samtidig som den første rotordel 19-21 (samt den andre rotordel 33-35) gjennomløper en rotasjon om dreieakselens 17 dreieakse 17a.

Kompressorens arbeidskamre.

Som vist i fig. 2 og 6-10 dannes det to par arbeidskamre 42, 43 og 44, 45, dvs. et par arbeidskammere på hver side av stemplene 19 og 20 henholdsvis på hver sin side av stemplene

33, 34. For å lette forståelsen av stemplenes virkemåte kan man betrakte stemplene 19, 20 som relativt stillestående i forhold til stemplene 33, 34. Det fremgår at vippebevegelsen bare fore-tas av stemplene 33, 34 og de nevnte arbeidskamre ekspanderes og komprimeres som følge av stemplenes 33, 34 bevegelse i forhold til stemplene 19, 20. Imidlertid vil stemplene 19, 20 og stemplene 33, 34 underkastes en synkron dreining om dreieakselens 17 akse 17a, men da med en dreiebevegelse i radialplan vinkelrett på dreieakselens 17 akse 17a, når det gjelder stemplene 19, 20, og med en dreiebevegelse i radialplan som løper skrått på aksen 17a, når det gjelder stemplene 33, 34. De frem og tilbake svingende stempler 3 3,34 blir derved ikke underkastet en vanlig vendebevegelse i ytterstillingene, men føres derimot i en i rommet kontinuerlig dreiebevegelse uten markerte dødpunktsstillinger.

Slik det fremgår av fig. 5 utgjør huset 10 og styreorganet 16 en sammenhengende stator. Den første rotordel 19-21 er roterbart lagret på styreorganet 16 om aksen 17a, mens den andre rotordel 33-35 er vippbart lagret på den første rotordel 19-21 om aksen 35c og er vippbart forbundet med styreringen 38 som er roterbart lagret på styreorganet 16. Den tvangsmessige vippebevegelse som den andre rotordel 33-35 underkastes i forhold til den første rotordel styres følgelig ved hjelp av det skråttstilte styrespor 41 på styreorganets 16 kulehodeformete parti 16d.

Fig. 6-8 viser stemplene 19, 20 og 33, 34 i tre forskjellige faser av stemplenes 33, 34 svingebevegelse i forhold til stemplene 19, 20. I en første fase, som vist i fig. 6 og i fig. 9, er arbeidskamrene 42, 43 vist fra siden i fig. 6 og ovenfra i fig. 9 og vist med maksimalt volum, mens arbeidskamrene 44, 45 er vist med minimalt volum. I en andre, midlere fase, som vist i fig. 7 og fig. 10, er stemplene for oversiktens skyld vist i perspektiv i fig. 7 og ovenfra i fig. 10 og vist med tilsvarende store arbeidskamre 42-4 5. I fig. 8 er stemplene vist i en tredje fase hvor arbeidskamrene 44, 45 har maksimalt volum, mens arbeidskammerne 42, 43 har minimalt volum. Når rotoren dreies en halv omdreining om aksen 17a underkastes stemplene de nevnte tre faser som vist i fig. 6-8 i en første arbeidstakt og mens rotoren dreies videre en ytterligere halv omdreining om aksen 17a gjennomløper stemplene tilsvarende tre faser i motsatt rekkefølge. Det vil følgelig fremgå at hvert av de fire arbeidskamre 42-45 ved en hel omdreining av rotoren, underkastes to påfølgende arbeidstakter og for hver omdreining av rotoren tømmes og fylles det fire volumenheter tilsvarende til volumene av de fire arbeidskamre.

Fyllingen og tømmingen av arbeidskamrene 42-45 skjer via to par inntaksporter 46 (bare den ene vist med strekete linjer i fig. 9 og 10) og to uttaksporter 47 via tilhørende par av utløpsrør 48 og innløpsrør 49 (fig. 1). Det kan følgelig benyttes en inntaksport og en uttaksport i hver av husdelene 11 og 12 og følgelig felles inntaksport og felles uttaksport for hvert respektivt par av arbeidskamre, som ligger på hver sin side av stemplene 19, 20. Det er i fig. 9 og 10 antydet firkan-tete indre munninger 46a og 47a mot hulrommet 10b og sirkulære ytre munninger 46b,47b mot rørene 48,49. I det viste utførels-eseksempel er alle portene 46 og 47 innrettet til å åpnes og lukkes i stemplenes ytterstillinger som vist i fig. 6 og 8 og å være så å si fullt avdekket i mellomstillingene som vist i fig. 7. I praksis kan man imidlertid dimensjonere, forme og plasere portene slik at de holdes åpne i hele eller bare i visse deler av hver arbeidstakt, etter behov.

I fig. 2 er det vist tetningsorganer 52 på stemplene 33, 34 radialt innad rettete flater som vender mot rotordelens 19-21 navparti 21 og tetningsorganer 53 på stemplenes 33, 34 radialt utad vendende flater som vender mot husets 10 innerflate. Tilsvarende tetningsorganer 50 er i fig. 2 vist på stemplene 19, 20 på de radialt utadvendende flater. I fig. 3 er det antydet tetningsringer 51 på navpartienes 21 radialflater. På forholdsvis lettvint måte kan man oppnå effektiv avtetning mellom rotordelene innbyrdes og mellom hver rotordel og huset 10.

Uten at det er vist heri vil det være mulig å oppnå effektiv smøring og kjøling av rotoren ved tilførsel av sirku-lerende smøre- og kjølemedium via styreorganet 16 henholdsvis dreieakselen 17 til den respektive rotordel.

Kraftomsetningsmaskin i form av forbrenningsmotor

I det etterfølgende skal det beskrives et eksempel som er spesielt tilpasset til bruk i forbrenningsmotor, men samme utforming som beskrevet for rotoren i forbrenningsmotoren kan også benyttes for rotoren i andre typer maskiner, eksempelvis for en maskin i form av pumpe, kompressor eller liknende, uten at det heri skal gis spesielle eksempler på dette. Den vesent-ligste forskjell består i at maskinhuset tilpasses for den respektive bruk, mens det kan benyttes samme rotor i alle de forskjellige anvendelser. Selvsagt kan man ved en rotor for forbrenningsmotor overflatebehandle rotordelene eller spesial-fremstille rotordelene, slik at de kan være spesielt varme-resistente og varmeisolerte, eksempelvis ved hjelp av keramisk materiale, mens slik overflatebehandling eller slik spesial-fremstilling av rotordelene ikke er ubetinget nødvendig ved andre typer maskiner.

I fig. 11-24 er det vist et andre utførelseseksempel av maskinen ifølge oppfinnelsen i form av en forbrenningsmotor. Nærmere bestemt er det vist en firetakts dobbeltvirkende forbrenningsmotor med utvendig forbrenningskammer.

Alternativt kan det benyttes en tilsvarende motor med innvendig forbrenningskammer uten at det er vist konkret utførelseseksempel for dette.

Tilsvarende gjelder også for andre typer aktuelle for-brenningsmotorer. Selv om det ikke er vist konkrete utførelses-eksempler på det kan forbrenningsmotoren eksempelvis benyttes som totakts enkeltvirkende motor med utvendige eller innvendige forbrenningskamre, uten at det heri skal gis eksempler på dette.

Det er i fig. 13 vist et motorhus 110 som er sammensatt av to hushalvdeler 111 og 112 og som er delt langs et tvers-løpende senterplan 110a. Husdelene er utstyrt med hver sin festeflens 113 henholdsvis 114, som er sammenfestet med en rekke festebolter 115.

Utvendig er motorhuset 110 utstyrt med kjøleribber 105. Motorhuset 110 omsluttes av en kappe 106, slik at det avgrenses to separate vannkamre 107 mellom motorhuset 110 og kappen 106, for sirkulasjon av kjølevann i disse hver for seg. Kjøle-vannssirkulasjonen er i fig. 12 antydet med piler 108 og kjølevannsinntak er vist med en pil 108a og kjølevannsuttak er vist med en pil 108b. Kjølevannskappens to deler 106a og 106b er festet med skruer 108c til motorhusets 110 flenser 113 og 114 og med skruer 108d til motsatte ender av motorhuset 110. Ved 109 er det vist festebraketter for festing av motoren i horisontal stilling til et underlag.

I fig. 11 i tilknytning til et luftinnsugningsmunnstykke 161a er det tilkoblet en grensugeledning 166, som munner ut i et avgrenset område 167 henholdsvis 168 (se fig. 13) mellom rotordelens 124 ytterflate med minst diameter og motorhusdelens 111 henholdsvis 112 innerflate med minst diameter. Herved kan man på i og for seg kjent måte via luftinnsugningen fjerne uønskete gassrester fra motorhusets innerhulrom uten at disse behøver å komme i kontakt med smøresysternet innvendig i rotoren.

I fig. 13 er det ved motorens ene ende som bærer det stator dannende styreorgan 116 tilkoblet en tilførselsledning 169 og to returledninger 170, 171 for smøreolje som fordeles via det stasjonære styreorganet 116 til styresporet 118 og til de roterbare delene som omslutter styreorganet 116 innenfor rotoren 124, 125.

Fig. 13 viser i sammenstilt tilstand motorens mest vitale deler. I fig. 13 er visse deler utelatt for oversiktens skyld. De nevnte mest vitale deler er nærmere vist i detalj i fig. 14-23. I det etterfølgende vil det bli henvist vekselvis til oversiktstegningen fig. 13 og detaljtegningene fig. 14-23.

Rotorens styreorgan.

Til motorhusets 110 høyre ende i fig. 13 er det festet et langstrakt styreorgan 116, som gjennomløper et sfærisk hulrom 110b i motorhuset 110, i retning på tvers av senter-planet 110a. Styreorganet 116 har en lengdeakse 116a (se også fig. 14) som sammenfaller med en dreieakse 117a for en dreieaksel 117, dvs. motorens drevne aksel. Styreorganet 116 styres endeveis i dreieakselens 117 på tegningen viste høyre ende 117b i en boring 117c. Det er vist en lagerforing 117c' i dreieakselens 117 boring 117c for opplagring av styreorganets 116 endeparti 116c som vist til høyre i fig. 13. Styreorganets 116 nevnte venstre ende 116c er innført i og omsluttes av dreieakselens 117 nedre ende.

Ved hjelp av et kilespor 116d i styreorganet 116 og et motsvarende kilespor (ikke vist) i et endedeksel 112a fastgjort til husdelen 112 med bolter 112d samt tilhørende kile (ikke vist), er styreorganet 116 permanent fastgjort til motorhusdelen 112. Styreorganet 116 utgjør følgelig, sammen med motorhuset, en sammenhengende stator (se fig. 14). Ut fra denne stator styres en rotor 124,125 som er oppbygget omkring styreorganet 116 innenfor motorhusets sfæriske hulrom 110b, slik det skal beskrives nærmere nedenfor.

Styreorganet 116, som vist i fig. 14, er utformet med et nedre stilkformet parti 116e, som omtrent midt på det nedre stilkparti har et stopperdannende, ringformet krageparti 116f. Videre er styreorganet utstyrt med et kuleformet navparti 116g, med et tilhørende ringformet spor 118, samt et øvre stilkformet parti 116c. Sporet 118 har et svalehale-liknende tverrsnitt og løper i et plan som vist med strek-prikkete linjer 118a og som er anbragt under en vinkel v med delingsplanet 110a. I sporet 118 er det innsatt en styredel i form av en styrering 119. Styreringen 119 er oppdelt i to deler langs et plan gjennom aksen 116b (fig. 14a) for å tillate montasje i sporet 118. I det viste utførelseseksempel er styreringen 119 opptatt mellom to adskilte lagerringer 119b og 119c. På to diametralt motsatte sider er styreringen 119 utstyrt med radialt utad munnende svingelager dannende boringer 119a til opptakelse av motsvarende radialt innad løpende tapper 120 som rager radialt innad fra et føringsorgan dannende forbindelsesorgan 121 (se fig. 16 og 20). Føringsorganet eller forbindelsesorganet 121 inngår i den andre rotordel 125, slik det vil fremgå av det etterfølgende. Den første rotordel 124, den andre rotordel 125 og styreringen 119 inngår alle i den felles rotor.

Rotorens forbindelse med styreorganet

I fig. 15 er det vist monteringen av styreorganet 116 med tilhørende styredel eller styrering 119 i føringsorganet eller forbindelsesorganet 121. Føringsorganet 121 består av to halvdeler 121a,121b, hvorav bare den ene halvdel 121a er vist i fig. 15, mens den andre halvdel 121b er vist i fig. 13 og 16. Styreorganets 116 sfæriske navparti 116g er opptatt i en motsvarende sfærisk utsparing (ikke nærmere vist) på innersiden av delene 121a,121b, mens to separate endestykker 123a og 123b er innført endeveis fra motsatte sider av føringsorganet 121 og er forbundet med dettes respektive to halvdeler 121a, 121b ved hjelp av festeskruer 122 (se fig. 13) som vist med strek-prikkete linjer til høyre i fig. 15. I fig. 15 er det ene endestykke 123a festet på plass i føringsorganet 121, mens det andre endestykke 123b er klargjort for innskyvning mellom delene 121a, 121b (delen 121b er ikke vist i fig. 15 for oversiktens skyld, men monteres sammen med delen 121a i forbindelse med det respektive endestykke 123a, 123b). Endestykkene 123a, 123b er utstyrt med en sfærisk buet innerflate, som vist med streket linje 123d'. Endestykkene 123a og 123b er utstyrt med hver sin endetapp 123a<1> henholdsvis 123b'.

Slik som vist i fig. 13 er endetappene 123a<1>, 123b' stivt forbundet med rotordelen 125 via tilhørende distansering 126 og

■mellomliggende kile som vist ved et kilespor 126'.

I fig. 16 er det vist føringssorganet 121 anbragt på plass omkring styreorganet 116 og styredelen 119 og fastlåst i forhold til styreorganets 116 navparti ved hjelp av endestykkene 123a, 123b som er fastskrudd til føringsorganets 121 to motstående deler 121a, 121b. Ved hjelp av utsparinger 121c og 121d i føringsorganet 121, slik som vist i fig. 16, tillates føringsorganet 121 å vippes i en svingebevegelse frem og tilbake en viss, begrenset svingebue om en akse 123' gjennom tappene 123a' og 123b<*.> I og med at føringsorganet 121 inngår i og danner forbindelsessorgan mellom styredelen 119 og den andre rotordelen 125, underkastes føringssorganet 121 en rotasjon om dreieaksen 117a tilsvarende som rotordelen 125 forøvrig. Som følge av styredelens 119 tvangsstyrte rotasjon om en akse 116b (fig. 13 og 14a), som løper vinkelrett på planet 118a, underkastes føringsorganet 121, som følge av tappforbindelsene meil-om føringsorganet 121 og styredelen 119, en ekstra vippebevegelse om akselen 123' i tillegg til rotasjonsbevegelsen om aksen 117a. Denne vippebevegelse overføres via føringsorganets 121 endetapper 123a, 123b til rotordelen 125. Herved underkastes rotordelen 125 en tilsvarende tvangsmessig vippebevegelse i forhold til rotordelen 124, slik det skal beskrives nærmere nedenfor, samtidig som delene 121, 124, 125 underkastes en felles rotasjon om dreieaksen 117a.

Rotorens første rotordel.

I fig. 16 er det i et ekspandert riss vist hvordan delene 116, 119, 121 opptas på avskjermet måte mellom to husdeler 124a, 124b i den første rotordel 124.

I fig. 17 er husdelene 124a, 124b vist sammenstilt til en sammenhengende, hus dannende rotordel 124. Rotordelen 124 har en hovedakse 124', som faller sammen med dreieakselens 117 dreieakse 117a og huset eller rotordelen 124 underkastes en bevegelse identisk til og sammen med motorens roterende dreieaksel 117.

Den første rotordel, dvs. huset 124 omslutter, ved hjelp av et i fig. 16 vist øvre endehylseparti 124d dreieakselens 117 nedre ende og er stivt forbundet med denne via en festekile 124e (se fig 13), slik at huset 124 inngår i fast dreieforbin-delse med dreieakselen 117. Det er vist en labyrinttetning 117e mellom motorhusdelen 111 og dreieakselen 117, to tetningsringer (Simmer-ringer) 117f, 117g og en mellomliggende lagerring 117h med tilhørende lagerforing 117h' mellom dreieakselen 117 og et lagerhus 110" med tilhørende endedeksel 110". Tilsvarende er det anordnet et underdeksel 116i for fastholdelse av en tetningsring (Simmer-ring) 124 i husets 124 hylseformete endeparti 124g. I et første spor i huset 124 er det anordnet en tetningsring (Simmer-ring) 124i og i et andre spor er det anordnet to trustlagere 124k på hver sin side av det ringformete krageparti 116f (se fig. 12 og 13). Ved 124m er det vist en lagerforing for opplagring av huset 124 på styredelens 116 tilstøtende stilkparti 116e. Mellom husdelen 112 og endedekslet 116i i husets 110 endedeksel 112a er det vist en labyrinttetning 116h.

Rotorens andre rotordel.

I fig. 17 er det vist to endedeler 125a, 125b, som til sammen (og sammen med forbindelsesorganet 121) skal danne en sammenhengende rotordel 125 og som fra motsatte sider tres på plass om huset 124;

Slik som vist i husdelen 124a nederst i fig. 16 og i husdelen 124b øverst i fig. 16 er den andre rotordel 124 utstyrt med et hylseformet navparti 124t som utvendig danner føring for den andre rotordels 12 5 stempler 135, 13 6 og som innvendig danner føring for forbindelsesorganet eller føringsorganet 121.

I fig. 18 er det vist de to endedelene 125a, 125b etterat disse er forbundet med hverandre til den sammenhengende rotordel 125 ved hjelp av felles festeskruer som vist med strek--prikkete linjer 125c via overlappende fingerformete partier 125d, 125e. De fingerformete partier 125d, 125e rager endeveis utad i aksial retning på innbyrdes motsatte sider av kuleskalkformete partier 125a" henholdsvis 125b". Mellom de fingerformete partier 125d, 125e løper det aksialt rettete flens-partier 125a' henholdsvis 125b'. Endedelene 125a og 125b er av illustrasjonsmessige grunner vist i fig. 20 i sammenskjøtet tilstand med den ene del 125a vist i sideriss og den andre del 125b vist i tverrsnitt. I fig. 19 er det vist endedelen 125a (tilsvarer endedelen 125b) sett fra ene enden. Det er deri vist tetningsringer 125a"' for avtetning av rotorens endedeler 125a, 125b i forhold til motorhusets sfæriske innervegg (i hulrommet 110b) og tilsvarende tetningsringer 129 (se også fig. 13) for avtetning av husdelen 124 i forhold til motorhusets sfæriske innervegg.

Ved sammenføyning av endedelene 125a, 125b, slik som vist i fig. 17-18, skyves endedelenes 125a, 125b motstående kant-flenser 125a<1>, 125b<1> inn i motsvarende utsparinger 124p og 124r i føringsorganet 121. I kantflensene 125a<*> og 125b' er det innlagt i tilhørende tetningspor to adskilte tetningsringer 129, slik som vist med tykke, sorte linjer i fig. 13. Tetningsringene 129 løper sammenhengende på langs av den første rotordels 124 to motsatt liggende, stempeldannende partier og ringformet i det mellomliggende område mot kantflensene 12 5a' og 125b<*>. Ved 125a"' er det i fig. 13 vist tre innbyrdes paral-lelle tetningsringer (se også fig. 19) som løper i hele om-kretsretningen av den andre rotordel 125. Tetningsringene 125a"' og 129 er utformet med et stort sett T-formet tverrsnitt som er opptatt i et tilsvarende T-formet spor, med T-formens tverrsteg anbragt innerst i sporet. Det tas sikte på at tetningsringen under bruk kan utslynges av sentripetalkraften mot motorhusets innervegg og der avslites slik at det sikres et effektivt tetningsanlegg uten vesentlig friskjon mellom delene. Innvendig i endedelene 125a,125b (se fig. 13) er det i de hylseformete lågere 126 innlagt kilen 126", slik at førings-organets 121 tapper 123a og 123b som nevnt ovenfor kan festes stivt forbundet med endedelene 125a,125b. Som angitt ovenfor oppnår man ved hjelp av kilene 126' en sammenhengende, stiv forbindelse mellom rotordel 121,125, slik at disse i fellesskap kan foreta en bestemt vippebevegelse i forhold til rotordelen

124. På de hylseformete svingelageres 126 ytterside er det vist en ringformet beskyttelseskappe 127 mellom husdelene 124a, 124b og endedelene 125a, 125b og en aksialt innenfor liggende dreie-lager 128 med tilhørende lagerforing 128<*> og tetningsring

(Simmer-ring) 128" anbragt mellom kappen 127 og dreielageret 128 henholdsvis mellom den respektive endedel 125a, 125b og huset 124. I fig. 13 er det vist festehuller 130 for sammen-festing av husdelene 124a og 124b.

Ved hjelp av et forholdsvis enkelt tetningssystem er det følgelig mulig å sikre en effektiv avtetning mellom de innbyrdes bevegelige rotordeler 124, 125 (henholdsvis mellom rotordelene 124, 125 og motorhusets sfæriske innerflate), slik at styreorganet 116 og tilhørende styredel (styrering) 119 samt det dermed forbundete føringsorgan 121 holdes avtettet radialt innenfor motorens rotordeler 124, 125 og disses tilhørende arbeidskamre 131-134, som skal beskrives nærmere nedenfor.

I fig. 18 er rotordelene 124,125 vist fra ene siden og i fig. 19 er det vist rotordelene 124,125 etterat disse er dreiet 90° om dreieaksen 117a. Rotordelen 125 er vist med to innbyrdes diametralt motstående stempler 135, 136 med tilhørende motstående stempelflater 135a og 135b henholdsvis 136a og 136b. Stemplene 135, 136, som beveges i fellesskap om aksen 123' (se fig. 18) i forhold til huset 124, dannes av endedelenes innbyrdes overlappende finger dannende fremspring 125d og 125e, (stemplene 135,136 er vist i enderiss i fig. 19).

Rotorens stempler.

Stemplene 135, 136 er, som vist i fig. 19, bevegelig på vippbar måte i frem og tilbake svingende bevegelse i forhold til rotordelen 124 mot og fra et øvre stempels 137 respektive, motstående stempelflater 137a og 137b henholdsvis et nedre stempels 138 respektive, motstående stempelflater 138a og 138b. Det er, som vist i fig. 19, avgrenset arbeidskamre 131-134 innenfor de strekete linjer som antyder motorhusets innervegg. Mellom stemplene 137,13 8 og stemplet 135 avgrenses et første øvre arbeidskammer 131 og et første nedre arbeidskammer 132, mens det mellom stemplene 137,138 og stemplet 136 avgrenses et andre nedre arbeidskammer 133 og et andre øvre arbeidskammer 134.

Ved rotasjon av dreieakselen 117 vil rotordelen 124 og rotordelen 125 underkastes en felles rotasjon om aksen 117a.

På grunn av tappforbindelsen mellom styredelens 116 styrering 119 og føringsorganet 121 og tappforbindelsen 123a, 123b mellom føringssorganet 121 og rotordelen 125, vil rotordelen 125 som følge av nevnte rotasjon, underkastes en tvangsmessig vippebevegelse i forhold til den stasjonært festete styredel 116 og i forhold til rotordelen 124. Nærmere bestemt vil styreringen 119 underkastes en tvangsmessig dreining i det tilhørende styrespor 118 i styredelen 116 langs planet 118a (fig 14) og vil derved, samtidig som føringsorganet 121 dreies om aksen 117a sammen med rotordelen 125, tvangsmessig fremkalle en vippebevegelse av rotordelen 125 via føringsorganet 121 om aksen 123<*>. Herved vil stemplene 135 og 136 settes i en tilsvarende vippebevegelse frem og tilbake mellom stemplene 137 og 138 og vekselvis øke volumene i arbeidskamrene 131,13 3, mens volumene i arbeidskamrene 132,134 minskes, og omvendt.

For hver omdreining av rotordelen 124,125 om aksen 117a vil hvert av arbeidskamrene 131,133 fylles og tømmes en gang, mens hvert av arbeidskamrene 132,134 tilsvarende tømmes og fylles en gang, dvs. hvert arbeidskammer vil samlet underkastes en hel tømme- og fyllesyklus for hver omdreining. Med andre ord vil de fire arbeidskamre 131-134 i det foreliggende tilfelle, med maskinen utformet som en firetakts forbrenningsmotor, på samme tid parvis kunne utføre et respektivt par arbeidstakter, dvs. for et første par arbeidskamre:

1) innsugning og 2) kompressjon,

og for et andre par arbeidskamre:

3) arbeidstakt (ekspansjon) henholdsvis 4) eksosut-tømming.

I tur og orden vil hvert par av arbeidskamre 131, 132; 133, 134 underkastes hver sine to påfølgende arbeidstakter hver for seg i en kontinuerlig syklus.

Utvendig forbindelseskammer/ forbrenningskammer.

I fig. 12 er det vist et utvendig forbindelseskammer, nærmere bestemt et kombinert forbindelseskammer og forbrenningskammer 150, som skal beskrives nærmere nedenfor under henvisning til fig. 23. Selv om det heri ifølge et foretrukket utførelseseksempel er beskrevet motoren i forbindelse med det utvendige forbrenningskammer 150, er ikke beskyttelsen avgrenset til en anvendelse av et slikt utvendig forbrenningskammer. Det vil også være mulig (selv om det ikke er nærmere vist heri) å foreta forbrenningen i selve motorens hulrom 110b, dvs. i det respektive arbeidskammer i motorens hulrom 110b etterhvert som arbeidskamrene inntar en tilsvarende posisjon innenfor et bestemt dreievinkelområde i hulrommet 110b. I det sistnevnte tilfelle vil kammeret 150 bare tjene som utvendig forbindelseskammer og i et slikt tilfelle kan kammeret anordnes som en kanal i selve motorhuset. Med forbindelseskammer skal man generelt forstå en forbindelseskanal som forbinder det ene par arbeidskamre med det andre par arbeidskamre, slik at de to arbeidstaktene i det ene par arbeidskamre kan fortsette i de to neste arbeidstakter i det andre par arbeidskamre. Selv om det ikke er vist utførelseseksempel på det er det også mulig å fremstille en firetakts forbrenningsmotor uten forbindelseskammer .

Av fig. 23 fremgår det at forbrenningskammeret 150 er utformet i en separat konstruksjonsdel 150a, som kan fremstilles som en separat enhet oppbygget av to halvdeler 150a' og 150a" og som kan monteres separat utenfor motorhuset og utenpå kappen 105 (ikke nærmere vist i fig. 23). Ved hjelp av tilhørende koblingsdeler 150d og 150e, som gjennomløper kappen, samt tilhørende festeskruer 150d' og 150e' festes konstruksjonen 150a direkte til motorhuset 110, med åpen forbindelse fra forbrenningskammeret 150 til portåpningene 162 og 163.

I et alternativt tilfelle, hvor forbrenningen skal skje inne i selve hrulrommet 110b, vil konstruksjonen 150a danne forbindelsesorgan mellom to av arbeidskamrene (kompresjonskammer henholdsvis forbrenningskammer). Konstruksjonens 150a to halvdeler 150a<*>,150a" (se fig. 12) er sammenfestet med festebolter 150b og som er fastgjort til motorhuset 110 med de nevnte festebolter 150d' og 150e'.

Det er i fig. 23 vist delene 150a' og 150a" i snitt og disse er hver for seg innvendig (eventuelt også utvendig) belagt (på ikke nærmere vist måte) med et varmeresistent og et varmeisolerende sjikt av keramisk materiale, slik at man kan holde forbrenningskammeret på optimalt høyt temperaturnivå for å sikre en best mulig forbrenning ved et høyt temperaturnivå. Samtidig kan man hindre at det fjernes varme fra forbrenningskammeret til omgivelsene henholdsvis til kjølevannet i kappen 106.

I den ytterstliggende del 150a" av konstruksjonen 150a og omtrent midt i delen 150a", er det vist en innføringshylse 150f for en tennings anordning (tenningsplugg) 150f. Selv om det ikke er vist eksempel på det heri, vil det også være vanlig å benytte glødehode eller liknende tenningsanordning (eksempelvis i en dieselmotor). I innbyrdes motsatte ender av forbrenningskammeret 150 er det utformet innløpsdyser 150g og 150h, som er innrettet til å tilføre brennstoff til brennstoffkammeret 150 i motsatte retninger som vist med pilene 150g' og 150h' mot tenningsanordningen 150f<*>, dvs. henholdsvis medstrøms og mot-strøms strømningsretningen for trykkluft/trykkgasstrømmen som vist med pilene 150'.

Forbrenningskammeret 150 er vist skjematisk og eksempelvis i fig. 23, og det kan være aktuelt å foreta forskjellige endringer i plasseringen av brennstoffdysene 150g og 150h henholdsvis plaseringen av tennanordningen 150f, uten at det skal vises spesielle eksempler på dette. Det vil for eksempel være aktuelt å plassere begge (eller et annet antall) brennstoff-dyser på en og samme side av tennanordningen 150f<*>, for eksempel fra motsatte sider av forbrenningskammeret og eventuelt bare medstrøms i strømningsretningen for trykkluften som tilføres til forbrenningskammeret.

I det viste utførelseseksempel i fig. 23 er brennstoffkammeret vist med mere eller mindre konstant tverrsnittsareal i hele lengderetningen, men det kan også være aktuelt å ha økende tverrsnittsareal fra den ene side til den andre side i brennstoff kammeret , tilsvarende som antydet i fig. 24.

Det vil også være mulig å foreta utsparinger i motorhuset slik at brennstoffkammeret kan innfelles direkte i motorhuset, for derved å skaffe en kortest mulig bevegelsesbane for trykk-mediet i brennstoffkammeret.

I det viste utførelseseksempel er volumet i brennstoffkammeret omtrent 1/12 av volumet i hvert av motorens fire arbeidskamre, slik at man kan oppnå en kompresjon av trykkluften i forbrenningskammeret på 1/12 ved inntrykking av trykkluften fra arbeidskammeret til forbrenningskammeret. Andre kompresjonsforhold kan benyttes ved å endre volumet i brennstoffkammeret etter ønske og behov.

Motorhusets portåpninger.

Under henvisning til fig. 21 og 22 er det vist motsatte enderiss av motorens hus 110, sett i motorens aksialretning, dvs. fig. 21 viser et enderiss fra den side hvor man ser motorhusdelen 111 og drivakselen 117, mens fig. 22 viser et enderiss fra den side hvor man ser motorhusdelen 112 og statordelen 116.

I fig. 22 er det vist en første trapesformet portåpning 164, som danner luftinnløpsport fra et luftinntak 161a på motorens ytterside, slik som vist i fig. 11, til motorens hulrom 110b og en andre, stort sett rektangelformet portåpning 163, som danner utløpsport fra motorens hulrom 110b til for-brenningskammerets 150 innløpsside.

I fig. 21 er det vist en tredje, stort sett triangel-formet portåpning '162 som danner innløpsport fra forbrenningskammeret 150 til motorens hulrom 110b, og en fjerde, stort sett trapesformet portåpning 161, som danner eksosutløpsport fra motorens hulrom 110b til et eksosuttak 164a på motorens ytterside, slik som vist i fig. 11.

Motorens virkemåte.

I fig. 24 er det ved A1-A3,B1-B3,C1-C3, D1-D3, E1-E3 vist skjematisk i fem forskjellige dreiestillinger tilsvarende posisjoner for rotorens første og andre rotordel (posisjon A ved 0°, posisjon B ved 60°, posisjon C ved 90°, posisjon D ved 135° og posisjon E ved 180°) i forhold til motorens stator (styreorganet 116 og motorhuset 110). Rotasjonsretningen er i urviserretningen i avbildningene Al-El og vist motsatt urviserretningen i avbildningene A3-E3. For oversiktens skyld er det utelatt statoren, idet denne bare er markert med forbrenningskammeret 150 og portåpningene 161-164, som er vist med strekete linjer. I alle avbildningene A1-E3 er motorens stator (motorhus 110 og styreorgan 116) anordnet i en og samme stilling, slik som antydet med portåpningene 161-164 i avbildningene Al,Bl,Cl, Dl,El og A3,B3,C3,D3,E3 henholdsvis antydet med forbrenningskammeret 150 i avbildningene A2,B2,C2,D2,E2. For å skjelne delene fra hverandre er den første rotordels 124 sfæriske endeflater vist med skrafur.

Avbildningene Al,Bl,Cl,Dl,El viser rotoren 124,125 betraktet i aksialretningen fra den ende hvor det er vist drivakselen 117, mens avbildingene A3,B3,C3,D3,E3 er betraktet i aksialretningen fra motsatt ende, dvs. fra den ende hvor det er vist statoren 116. Avbildningene A2,B2,C2,D2,E2 viser rotoren 124,125 betraktet i sideretningen.

Avbildningene A1-A3 viser rotordelens 125 stempler 135, 136 i rotorens 0° posisjon i stemplenes ene ytterstilling, mens avbildningene C1-C3 viser stemplene 135,136 i rotorens 90° posisjon i stemplenes mellomstilling og avbildningene E1-E3 viser stemplene 135,136 i rotorens 180° posisjon (tilsvarer posisjonen i avbildningene A1-A3, bare med den forskjell at stemplene 135,136 har skiftet stilling) vist i stemplenes 135,136 andre ytterstilling.

Ved fortsatt dreining av rotoren ytterligere 60° (til posisjon 240°) og dreining ytterligere 30° (til posisjon 270°) samt dreining ytterligere 90° (til posisjon 360°) underkastes stemplene tilsvarende posisjoner som vist i avbildningene B1-B3, C1-C3 og A1-A3. Med andre ord vil hvert av stemplene 135,136, for hver (360°) dreining av rotoren 124,125, foreta en frem- og tilbakesvingning (90° + 90° vippebevegelse) mellom deres respektive to ytterstillinger som vist i avbildningene A1-A3 og E1-E3.

Ved betraktning av avbildningene A2-E2 vil man forstå at det arbeidskammer - som ligger på baksiden av stemplet 135 på venstre side av stemplet 135 i avbildning A2 - etter den første halve rotasjonsbevegelse av rotoren (180° dreining, dvs. 90° vippebevegelse) er utvidet fra minimumsvolum til maksimumsvolum og fremdeles ligger på venstre side av stemplet 135 i avbildning E2 og på rotorens nedadvendende side. I neste halve rotasjonsbevegelse av rotoren (180° dreining, dvs. 90° vippebevegelse) dreies imidlertid nevnte arbeidskammer, slik at det vil fremvises tilsvarende på stemplets venstre side, men da på rotorens oppadvendende side.

Hvert arbeidskammer vil underkastes en tilsvarende henholdsvis en motsvarende bevegelse i tur og orden. Et første par arbeidskamre, dvs. de to arbeidskamre som er anordnet på hver sin side av stemplet 135 og et andre par arbeidskamre, dvs de to arbeidskamre som er anordnet på hver sin side av stemplet 13 6 underkastes parvis en komplementær bevegelse. Arbeidskammeret på den ene side av stemplet 135 og arbeidskammeret på tilsvarende ene side av stemplet 13 6 inngår i de to første faser av arbeidssyklusen, mens tilsvarende de to øvrige arbeidskamre på andre side av stemplene 135,136 inngår i de to siste faser av arbeidssyklusen. I denne anledning samvirker det ene par arbeidskamre med portåpningene 161,162, mens det andre par arbeidskamre samvirker med det andre par portåpninger 163, 164.

I pos. 0° (samt pos. 180° og pos. 360°) er alle portåpningene 161-164 stengt av den første rotordels 124 sfæriske omkretsflater (endeflatene som vist i Al og A3 ).

Ved betraktning av avbildningene A3-E3 vil det fremgå at portåpningen 161 for luftinnsugning er helt eller delvis avdekket i forhold til et første arbeidskammer i området mellom ytterposisjonene A3 og E3 (se posisjonene B3,C3,D3), og bare er lukket i ytterposisjonene E3 og A3. Det fremgår av avbildningene A3-E3 at portåpningen 162, som danner utløpsåpning til brennkammeret 150, bare er avdekket av utsparingene 162a (162b) i den første rotordel 124 i området mellom posisjonene som vist i avbildningene D3-E3.

Ved betraktning av avbildningene Al-El fremgår det tilsvarende at portåpningen 164 til eksosavløp er avdekket (åpen) i området mellom posisjonene som vist i avbildningene Al og El (se avbildningene Bl-Dl) og bare er tildekket (lukket) i ytterposisjonene som vist i avbildningene Al og El. Portåpningen 163 derimot er utelukkende åpen i området mellom posisjonene som vist i avbildningene Al og Dl og er lukket i posisjonene som vist i avbildningene Al,Dl og El.

Stemplenes 135,136 vippebevegelse vil medføre at stemplene avsveiper den midtre ringformete sektor av motorhulrommet 110b mellom de sfæriske skalker som avsveipes av stemplenes 137,138 rotasjonsbevegelse.

Portåpningen 162 samvirker med to motsvarende utsparinger 162a og 162b (se også fig. 16a) i den første rotordels ene stempeldannende endeparti. Nærmere bestemt løper utsparingene delvis i selve stempelflaten og delvis i selve den sfæriske endeflate. Portåpningen 162 styres derfor direkte av utsparingenes 162a,162b omkretskanter i den sfæriske endeflate på den første rotordel, dvs. portåpningen 162 styres av et ventillegeme som dannes av selve stemplet 138 representert ved utsparingene 162a,162b. De øvrige portåpningers 161,163 og 164 åpning styres derimot av omkretskanten på den respektive sfæriske endeflate på den første rotordel.

Av avbildningene Al og A3 vil det fremgå at stemplene 137,138 har større lengdeutstrekning enn breddeutstrekning. Dette benyttes til å foreta den nødvendige styring av portåpningene 161-164. I avbildningene A1-A3 og E1-E3, dvs. i 0°, 180° og 360° posisjonene, tildekkes samtlige portåpninger av stemplene 137,138. Tilsvarende i avbildningene B1-B3 er store deler av portåpningene 161,163,164 avdekket mot de respektive fire arbeidskamre 131-133, mens i avbildningene C1-C3 er hele portåpningene 161,163,164 avdekket mot de respektive fire arbeidskamre. I avbildningene D1-D3 derimot er portåpningene 161,164 delvis tildekket, mens portåpningen 163 (og portåpningen 162) er helt tildekket av stemplene 137 henholdsvis 138. Mellom posisjonen D1-D3 og posisjonen E1-E3 (45° svinge-vinkel) avdekkes som nevnt portåpningen 162.

Nærmere bestemt holdes både luftinntaksåpningen 161 og eksosutløpsåpningen 164 mere eller mindre åpne over 180° (bare tildekket en liten vinkel i posisjonene 0°,180° og 360°) dreievinkel for rotoren. Portåpningene 161,164 er bare fullstendig lukket i posisjonene 0°, 180° og 3 60°. Dette innebærer at man kan oppnå en optimal åpningstid for portene 161,164 og man benytter i tillegg optimalt store åpninger på nevnte porter 161,164.

Portåpningen 162 fra motorhulrommet 110b til brennkammeret 150 er derimot utformet med redusert tverrsnittsareal i forhold til portåpningen 161 og holdes helt eller delvis åpne over en vesentlig mindre dreievinkel (45° av 180° dreievinkel) enn portåpningene 161.

Portåpningen 163 derimot holdes åpen over en noe større dreievinkel (13 5° av 180° dreievinkel) og har større tverrsnittsareal enn portåpningen 162. Åpningen av portåpningen 163 skjer først etterat portåpningen 162 er lukket, og omvendt.

Det vil fremgå av ovennevnte at hvert arbeidskammer 131-134 i tur og orden og hver for seg settes i forbindelse med de forskjellige portåpninger 161-162 henholdsvis 163-164, dvs. til bestemte tidspunkt inntar de fire arbeidskamre 131-134 hver sin forskjellige posisjon som svarer til det respektive ene par av motorens fire arbeidstakter:

1) innsugningsfase og 2) kompresjonsfase,

henholdsvis:

3) arbeidsfase og 4) utblåsingsfase.

I og med at det er anordnet et forbindelseskammer 150 utenfor motorens sfæriske innerhulrom (dvs. radialt utenfor de fire arbeidskammere) kan de forskjellige arbeidskammere (to kompresjonskammere og to arbeidskammere) i tur og orden settes i kommunikasjon med forbindelseskammeret hver sin gang under en 360° dreiningssyklus.

Man tar eksempelvis utgangspunkt i posisjon o° hvor et første kompresjonskammer har gjennomløpt den første arbeidsfase, dvs. innsugningsfase 1 (180° dreining i fase 1 fra en posisjon 180° til en posisjon 360°, dvs. i det foreliggende tilfelle med utgangspunkt fra posisjon o°). Fra utgangspunktet posisjon o° underkastes det første kompresjonskammer kompre-sjonsfasen (fase 2) og etter en 135° dreining til posisjon 135°, settes det første kompresjonskammer i kommunikasjon med forbindelseskammeret 150 over de resterende 45° dreievinkel frem til posisjon 180°.

Deretter, i posisjon 180° settes forbindelseskammeret 150 over de neste 135° dreievinkel i kommunikasjon med et første arbeidskammer i arbeidsfasen (fase 3) frem til posisjon 325°. I den resterende 45° arbeidstakt av arbeidsfasen frem til posisjon 360° er det avstengt forbindelsen mellom det første arbeidskammer og forbindelseskammeret 150. Til slutt tømmes eksos ut i de etterfølgende 180° dreievinkel (fase 4, dvs. uttømmingsfasen).

Samtidig med at det første kompresjonskammer og det første arbeidskammer underkastes ovennevnte arbeidsfaser 1-4 underkastes det andre kompresjonskammer og det andre arbeidskammer motsvarende arbeidsfaser med en forsinkelse på 180° i forhold til det ovennevnte.

Av ovennevnte vil det fremgå at forbindelseskammeret 150 over en dreievinkel på 180° kommuniserer først med et første kompresjonskammer og deretter med et første arbeidskammer, hver for seg i hver sine dreievinkler (45° henholdsvis 135°). Deretter over de neste 180° dreievinkel kommuniserer forbindelseskammeret tilsvarende med det andre kompresjonskammer (45°) og deretter med det andre arbeidskammer (135°).

Det må fremheves at de angitte vinkler og vinkelposisjoner er angitt heri som illustrerende utførelseseksempler, men at det i praksis også kan være tale om andre vinkler og andre vinkelposisjoner. Dette kan reguleres ved tilsvarende å endre form eller plassering av portåpningene i forhold til rotordelen 124.

Ved å la forbindelseskammeret 150 tilføres trykkluft eksempelvis i et kompresjonsforhold 1/12 samtidig som det til-føres brennstoff og denne blanding antennes i forbindelseskammeret, vil forbindelseskammeret. tjene som forbrenningskammer. Straks forbrenningskammeret avstenges fra kompresjons-kammeret (eksempelvis i posisjon 180°) åpnes forbindelsen fra forbrenningskammeret til arbeidskammeret og overfører drivkraften til arbeidskammeret over en dreievinkel på 135° frem til posisjon 315°. I de resterende 45° av dreiningsfasen frem til 360° avsluttes drivkraftoverføringen, slik at når arbeidskammeret deretter (i posisjon 360) settes i forbindelse med eksosutløpet er mesteparten av drivkraften utnyttet i arbeidskammeret.

Claims

1. Kraftomsetningsmaskin omfattende en rotor med en første rotordel (124) med et første par stempler (19,20;137,138) og en andre rotordel (125) med et andre par stempler (33,34;135,136) som er innrettet til å beveges i et sfærisk hulrom (10b,110b) i maskinens hus (10,110), parvis og tvangsmessig i en vippebevegelse frem og tilbake i forhold til det første par stempler, idet den første rotordel (19-21;124) er forbundet med en drivende eller drevet dreieaksel (17,117), mens den andre rotordel (33-35;125) er dreiningsfast forbundet med den første rotordel (19-21;124) for å underkastes en felles rotasjonsbevegelse om dreieakselens (17,117) dreieakse (17a,117a), hvorved den første rotordel er dreibar i en første dreiebane i et plan vinkelrett på dreieaksen, mens den andre rotordel er roterbar sammen med og vippbar i forhold til den første rotordel, idet den andre rotordel styres av en styredel (36,119) som er dreibar i en andre dreiebane, som er skråttstilt ved hjelp av et stasjonært anbragt styreorgan (16,116) under en vinkel v i forhold til den første dreiebane, karakterisert ved at den første og andre rotordel (19-21,33-35;124,125) er avgrenset innenfor en felles, sfærisk generatrise svarende til en sfærisk innersideflate i maskinhuset (10,110), og at styreorganet (16,116), for styring av den andre rotordel (33,35;125) i den den nevnte frem og tilbake svingende vippebevegelse, er anordnet sentralt inne i den sammenhengende rotor i form av en langstrakt statordel, hvis ene ende er i stiv forbindelse med maskinhuset (10,110).

2. Maskin i samsvar med krav 1, karakterisert ved at styreorganet (16,116) er anordnet koaksialt til dreieakselen (17,117) og gjennomløper maskinhuset fra et lager i forbindelse med dreieakselens (17,117) innerende til et stasjonært feste i motsatt ende av maskinhuset (10,110).

3. Maskin i samsvar med et av kravene 1 eller 2, karakterisert ved at styreorganet (16,116) består av en akselstump, som er utstyrt med to stilkformete endetapper (16b,16c;116c,116e) på motsatte sider av et stort sett kuleformet midtparti (16d, 116g), og at midtpartiet (16d,116g) er utstyrt med et ringformet styrespor (41,118) for opptakelse av en i styresporet roterbart lagret styredel (styrering 36,119) som ved hjelp av tapper (38, 39;120a,120b) og tilhørende boringer eller liknende forbind-elsesorganer er forbundet med den andre rotordel (33-35;125).

4. Maskin i samsvar med et av kravene 1-3, karakterisert ved at styreorganet (16,116) sentralt gjennomløper den første rotordel (19-21;124), idet den første rotordel er dreibart lagret i forhold til styreorganet (16,116) ved dettes motsatte ender.

5. Maskin i samsvar med et av kravene 1-4, karakterisert ved at den første rotordel (124) er tredd endeveis gjennom den andre rotordel (125) gjennom et ringdannende, radialt ytre rotordelparti (125a",135,125b",136), idet den første (124) og andre (125) rotordel i fellesskap avgrenser et i forhold til arbeidskamrene (131-134) avtettet, smøremiddel inneholdende hulrom som omslutter styreorganet (116) og tilhørende styredel (119) samt styredelens forbindelsesorgan (121) med den andre rotordel (125).

6. Maskin i samsvar med et av kravene 1-5, karakterisert ved at den første rotordel (124) er avgrenset, innenfor en midtre kulesektor dannende sone i maskinhusets særiske hulrom (110b), mellom to kuleskalkformete partier (125a",125b") av den andre rotordels (125) ringdannende omkretsparti, idet den andre rotordels (125) to motsatte, stempel dannende partier (135,136) danner ytre, omkretsmessige for-bindelsesorganer mellom den andre rotordels skalkformete partier (125a",125b") i området mellom den første rotordels (124) aksiale endepartier (137,138).

7. Maskin i samsvar med krav 6, karakterisert ved at den første rotordel (124) i aksial retning i forhold til dreieaksen (117a) har et hylsedannende midtparti og to innbyrdes motsattrettete, endeveis avskårne, kulesegmentformete endepartier (137,138), som i fellesskap avgrenser arbeidskamrene (131-134) i mellomrommet mellom den andre rotordels (125) kuleskalkformete ringpartier (125a",125b") og de med disse i ringform forbundete ytre, stempel dannende forbind-elsesorganer (135,136).

8. Maskin i samsvar med et av kravene 1-7, karakterisert ved at den andre rotordel (12 5) er leddforbundet med den på styreorganet (116) roterbart lagrete styredel (119) ved hjelp av et sentralt og radialt indre forbindelsesorgan (121), som er tredd tvers gjennom den første rotordels (124) midtparti i et hulrom mellom den første rotordel (124) og styreorganet (116) samt tilhørende styredel (119).

9. Maskin i samsvar med et av kravene 1-8, karakterisert ved at maskinhuset (110) ved hver av dens motstående ender er utstyrt med et par dreievinkelmessig adskilte portåpninger (161,164; 162,163), som er lokalisert innenfor bevegelsesbanene for omkretskantene på den sfæriske ytterflate på en respektiv av den første rotordels (124) endepartier (137,138) og som er innrettet til å tildekkes av og avdekkes av nevnte endepartier (137,138) i rotorens forskjellige dreiestillinger eller dreieområder, idet den sfæriske ytterflate, som er avgrenset på den første rotordels (124) endepartier (137,138) og som er symmetrisk om rotorens dreieakse (117a), har markert større lengde enn bredde.

10. Maskin i samsvar med krav 9, hvor maskinen er i form av en pumpe, kompressor, totakts forbrenningsmotor eller liknende totakts maskin, karakterisert ved at motorhusets (110) hulrom (110b) ved hjelp av rotoren (124,125) avgrenser fire separate arbeidskamre (131-134) som hver for seg i tur og orden parvis underkastes motorens to takter to ganger pr. rotoromdreining i kommunikasjon med et respektivt par av de fire portåpninger (161,163;r 162,164), hvorav på samme tid en første portåpning (161) og en tredje portåpning (163) danner inntaksåpning til et første henholdsvis et tredje arbeidskammer, mens en andre portåpning (162) og en fjerde portåpning (164) danner utløpsåpning fra et tredje henholdsvis et fjerde arbeidskammer.

11. Maskin i samsvar med krav 9, hvor maskinen er i form av en firetakts forbrenningsmotor, karakterisert ved at motorhusets (110) hulrom (110b) ved hjelp av rotoren (124,125) avgrenser fire separate arbeidskamre (131-134) som hver for seg og i tur og orden parvis underkastes respektive to av motorens fire takter i kommunikasjon med en respektiv av de to par portåpninger (161,164; 162, 163), hvorav på samme tid en første portåpning (161) danner luftinntaksåpning til et første arbeidskammer, og en andre portåpning (162) danner utløpsåpning for komprimert luft fra et andre arbeidskammer til et radialt utenfor arbeidskamrene anbragt forbindelseskammer (150), idet en tredje portåpning (163) danner innløpsåpning fra forbindelseskammeret (150) til et tredje ekspansjonskammer dannende arbeidskammer, mens en fjerde portåpning (164) danner utløpsåpning fra et fjerde arbeidskammer til eksosutløp.

12. Motor i samsvar med krav 11, karakterisert ved at kommunikasjonskammeret (150), som fortrinnsvis er anbragt utenfor motorens kjølekappe (106), danner et utvendig forbrenningskammer med tilhørende brennstoffdyse(r) (150d,150e) og tenningsanordning (150f), idet forbrenningskammeret (150) fortrinnsvis dannes av et i forhold til motorhuset (110) og kjølekappen (106) separat utformet hullegeme (150a).

13. Motor i samsvar med krav 12, karakterisert ved at forbrenningskammeret (150) er utstyrt med et indre sjikt av varmeresistent, keramisk materiale og fortrinnsvis et ytterligere sjikt av varmeisolerende, keramisk materiale.

14. Maskin i samsvar med et av kravene 1-4, karakterisert ved at den første rotordel (124), som er i form av et hus dannende todelt hullegeme (124a,124b) utstyrt med det første par utelukkende roterende stempler (137,138) og som er stivt forbundet med dreieakselen (117), omsluttes lokalt av den andre rotordel (125), som er i form av to ringdeler (125a,125b) og som er utstyrt med det andre par, både roterende og frem og tilbake svingende stempler (135,136), samt et midtre tvers-løpende forbindelsesorgan (121) som forbinder ringdelene med styreorganet (116) via den roterbare styrering (119), og at de to rotordelene (124,125) i fellesskap avgrenser væsketett og fortrinnsvis også gasstett maskinhusets arbeidskamre (131-134) fra det tversløpende forbindelsesorgan (121) og det innenforliggende styreorgan (116) og tilhørende styrering (119) .