SK284459B6 - Rotačné objemové zariadenie - Google Patents

Abstract

Rotačné objemové zariadenie obsahuje pevný toroidný valec (41) nachádzajúci sa v skrini valcov vybavený kruhovým prístupovým otvorom obkolesujúcim vnútornú obvodovú časť toroidného valca. Kľukový hriadeľ (40) má odklon hnacieho čapu (56) od osi kľukového hriadeľa (40) a je umiestnený uprostred hlavného ložiska (51) a rotormi (45). V hnacom čape (56) je uložený planétový člen (50) pre kruhový pohyb okolo osi kľukového hriadeľa (40). Každý rotor (45) má príslušné pohonné spojenie s odklonom planétového člena (50) od osi kľukového hriadeľa (40) na rotáciu rotorov na pohyb nesených piestov (47) kývavým pohybom v toroidnom valci (41), pričom príslušné piesty (47) vo vnútri toroidného valca (41) vytvárajú rozširujúce a umenšujúce sa pracovné komory a jedno z pohonných spojení sa tiahne z planétového člena (50) cez otvor v blízkom rotore k vzdialenejšiemu rotoru.ŕ

Description

Vynález sa týka rotačného objemového zariadenia s núteným pohybom, ako sú kvapalinové čerpadlá a motory, ktoré používajú ako pracovné komory prstencovitý (toroidný) valec.

Doterajší stav techniky

Existuje veľa navrhovaných a vyrábaných rotačných motorov. Väčšina z nich bola navrhnutá pomocou redukovania základných nevýhod spojených s obvyklými piestovými motormi a-'alcbo uskutočnením kompaktného motora alebo motora s nízkou hmotnosťou, ktorý je ekonomický z hľadiska výroby a účinný z hľadiska paliva. Dodnes sa to však komerčne nerealizovalo. Jedinými všeobecne vyrábanými motormi s vnútorným spaľovaním sú Wankelov rotačný motor a obvyklý piestový motor.

Obvyklé piestové čerpadlá a motory sú univerzálne používané pre ich účinnosť a jednoduchú konverziu vratného pohybu piestov vzhľadom na rotačný pohyb prostredníctvom kľukového hriadeľa. Ale pri obvyklých piestových motorov s vnútorným spaľovaním je spotreba paliva vyvolaná trením v dôsledku množstva pohybujúcich sa častí. Tieto pohybujúce sa časti vo všeobecnosti zahrnujú nosné ložiskové čapy, kde sa trenie zvyšuje s rýchlosťou rotácie a počtom nosných plôch, piestové krúžky, ktoré vyvolávajú trenie prostredníctvom počtu krúžkov na každom pieste, a mechanické ventily, kde veľký počet zložiek pracuje ako kombinovaný systém, ktorý má v rámci motora ako celku značné trenie.

Ďalej, tepelné účinnosti piestových motorov s vnútorným spaľovaním sú redukované dizajnom mechanických zložiek, použitým materiálom, spôsobom vykonávania operácií a použitím spoločného valcového dielu pre všetky fázy cyklu. Palivovo-účinné bežné piestové motory s vnútorným spaľovaním existujú, ale sú to vysoko komplexné jednotky. Taká komplexnosť zvyšuje výrobné a jednotkové náklady.

Wankelov motor bol opísaný v prihláške týkajúcej sa motorových vozidiel z dôvodu vysokého potenciálu jeho výkonu. Ale z rôznych dôvodov sa všeobecne nevyužíva ako náhrada za obvyklé piestové motory, ako sú terénne vozidlá alebo hromadne vyrábané malé priemyselné motory.

Navrhnuté boli aj iné druhy rotačných motorov. Tieto zahrnujú prstencovité (toroidné) motory, ktoré majú prstencovitý valec vytvorený vnútri valcového plášťa okolo zariadenia hnacieho hriadeľa, rotačné prostriedky na rotáciu okolo hnacieho hriadeľa a spojené s piestmi v prstencovito tvarovanom valci, čím sa piesty cyklicky pohybujú smerom jeden k druhému a naspäť, vytvárajúc zväčšujúce sa a zmenšujúce sa pracovné komory v rámci prstencovitého valca, a vstupné a výstupné ventily cez zariadenie valcového plášťa na vstup a výstup kvapaliny do a pracovných komôr a z nich.

Typický doterajší stav techniky prstencovitých motorov uvádza J. P. Norbye vo „WANKEL ENGINE DESTGN DEVELOPMENT APPLICATIONS“ vydanom Chilton Book Company. Francúzsky patent č. 2498248 od Societe Nationale D'Etude et de Construction de Moteurs D'Aviation Snecma a nemecký patent č. 3521593 od Gebharda Hausera taktiež ilustrujú doterajší stav techniky prstencovitých motorov. Niektoré z týchto motorov používajú externé mechanizmy na dosiahnutie cyklického pohybu piestov, ktoré sa pohybujú vnútri valca, zatiaľ čo iné používajú pri mechanickom pohone kývavé alebo krivkové kotúče na do siahnutie žiadaného mechanického spojenia hnacích zložiek.

Na účely hromadnej výroby sú považované všetky tieto uskutočnenia doterajšieho stavu techniky za nevýhodné, buď pre neúčinné usporiadanie podmienok operácie, alebo schopnosť uspokojivo pracovať pri bežných pracovných výkonoch, ako je napríklad neprerušované optimálne dodávanie energie. Veľa doterajších návrhov vyžaduje taktiež zložité výrobné postupy alebo zariadenia, ktoré sú ťažko spájateľné, príliš komplikované, alebo pracujú neúčinne.

Podstata vynálezu

Cieľom vynálezu je uskutočnenie prstencovitých motorov, ktoré zmiernia aspoň jednu z opísaných nevýhod.

To sa dosiahne rotačným objemovým zariadením, ktoré obsahuje pevný toroidný valec, nachádzajúci sa v skrini valcov vybavený kruhovým prístupovým otvorom obkolesujúcim vnútornú obvodovú časť toroidného valca; vedľa seba postavené rotory, ktoré sa rozširujú do kruhového otvoru a uzatvárajú ho, nesú príslušné piesty v toroidnom valci, čím sa piesty v toroidnom valci môžu pohybovať kývavým pohybom, každý piest má tesniace prostriedky, ktoré ho spájajú priamo so stenou toroidného valca, čím sa vnútri toroidného valca tvoria rozširujúce a zmenšujúce sa pracovné komory medzi susednými piestami na príslušných rotoroch; prívodné a výtokové kanály v stene toroidného valca na vstup a výstup zmesi do pracovných komôr a z pracovných komôr; hnací hriadeľ uložený v skrini valcov na rotáciu okolo svojej osi koncentrickej s osou rotorov, ktorého podstata spočíva v tom, že kľukový hriadeľ má odklon hnacieho čapu od osi kľukového hriadeľa a je umiestnený uprostred hlavného ložiska a rotormi; v hnacom čape je uložený planétový člen na kruhový pohyb okolo osi kľukového hriadeľa; každý rotor má príslušné pohonné spojenie s odklonom planétového člena od osi kľukového hriadeľa na rotáciu rotorov na pohyb nesených piestov kývavým pohybom v toroidnom valci, pričom príslušné piesty vnútri toroidného valca vytvárajú rozširujúce a zmenšujúce sa pracovné komory a jedno z pohonných spojení sa tiahne z planétového člena cez otvor v blízkom rotore k vzdialenejšiemu rotoru.

Vo výhodnom uskutočnení je priame pohonné spojenie medzi každým rotorom a/alebo každým planétovým členom uskutočnené tak, že os hnacieho čapuje paralelná s osou kľukového hriadeľa, pričom hnací čap je pevne umiestnený na jednom z planétových členov alebo rotore a posuvný v príslušnej radiálnej drážke druhého.

V ďalšom výhodnom každý hnací čap je pevne umiestnený v príslušnom rotore a dvojitý planétový člen je namontovaný na ďalšom kľukovom čape umiestnenom koaxiálne s uvedeným hnacím čapom, ale na opačnej strane rotorov, pričom každý hnací čap sa tiahne cez otvor v susednom rotore k príslušnému otvorenému koncu v každom planétovom člene.

V ďalšom výhodnom uskutočnení každý otvorený koniec je radiálna drážka a drážky sú symetricky usporiadané okolo planétového člena.

Výhodné je, keď každý hnací čap je držaný v klznom bloku, ktorý je voľne posuvný pozdĺž príslušného otvoreného konca a keď je otáčavý v príslušnom klznom bloku.

Výhodné je tiež, keď kľukový hriadeľ má stredové ložisko, na ktorom sú pripevnené rotory, stredové ložisko je koncentrické s osou kľukového hriadeľa a je umiestnené medzi hlavnými ložiskami.

V ďalšom výhodnom uskutočnení kľukový čap a stredové ložisko tvoria integrálnu časť a každé radiálne hlavné ložisko je excentrický pripevnené na koncový výčnelok kľukového hriadeľa.

V ďalšom výhodnom uskutočnení obvodové plochy rotorov sú valcovité a rozsiahle a končia pri príslušných opačných spojeniach medzi otvorom a toroidným valcom.

V ďalšom výhodnom uskutočnení vedľa seba postavené rotory sa združujú v stredovej rovine obsahujúcej toroidnú os toroidného valca a spojenie medzi rotormi a príslušnými piestami sa tiahne cez obvodové plochy príslušných rotorov na opačných stranách stredovej roviny.

V ďalšom výhodnom uskutočnení vedľa seba postavené rotory sú identické, ale sú navzájom opačne usporiadané.

V rotačnom objemovom zariadení môže skriňa valcov obsahovať príslušné opačné časti krytu, ktoré sa spájajú pozdĺž stredovej roviny obsahujúcej toroidnú os toroidného valca.

V ďalšom výhodnom uskutočnení je kľukový hriadeľ umiestnený medzi skriňovými časťami na príslušných opačných skriňových častiach ako otočný, a to upnutím opačných koncov hnacieho hriadeľa axiálne na príslušné opačné skriňové časti zvnútra, pričom hnací spoj obsahuje komponenty, ktoré môžu byť účinne namontované na kľukový hriadeľ z niektorého z jeho opačných koncov v axiálnom smere.

Výhodné je, keď každý planétový člen má planétový prevod koncentrický s kľukovým hriadeľom, ktorý zapadá do komplementárneho prevodu spojeného so skriňou valcov a umiestneného koncentrický okolo osi kľukového hriadeľa.

V ďalšom výhodnom uskutočnení prívodné a výtokové kanály zahrnujú dvojicu diametrálne opačných prívodných a výtokových kanálov a príslušné prívodné a výtokové kanály sú rozostavené po dvojiciach v príslušne oddelených polohách hraničiacich s polohou, pri ktorej tvoria piesty minimálne obsahy pracovných komôr.

V ďalšom výhodnom uskutočnení vedľa seba postavené rotory nesú aspoň taký počet piestov, ktorý zodpovedá počtu taktov typu motora, so vzrastajúcim počtom piestov na vedľa seba postavených rotoroch sa tieto stávajú ich násobkom.

Výhodné je tiež, keď piesty sú uložené v rovnakom počte na dvojici vedľa seba postavených rotorov, celkový počet piestov je násobkom štyroch, piesty sú rozostavené v rovnakej vzdialenosti okolo každého príslušného rotora; prívodové a výtokové kanály zahrnujú prívodový a výtokový kanál pre každé štyri piesty; prívodové a výtokové kanály sú rozmiestnené v príslušných oddelených polohách, v ktorých susedné piesty tvoria minimálne objemy pracovných komôr, čím sa každý prívodový kanál postupne otvára v konštantnom časovom vzťahu k rozširujúcej sa pracovnej komore a každý výtokový kanál sa postupne otvára v konštantnom časovom vzťahu ku zmenšujúcej sa pracovnej komore.

V ďalšom výhodnom uskutočnení sú piesty v profile čiastočne kruhové a každý má piestový tesniaci krúžok natiahnutý okolo jeho kruhovej časti a spájajúci ho so stenou pevného toroidného valca a ďalšie tesnenie, ktoré tesní časť opačného rotora voľnú v uvedenom kruhovom otvore.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Tento vynález môže byť lepšie pochopený a jeho praktický účinok uvedený vzhľadom na sprievodné výkresy označené referenčnými číslami. Výkresy zobrazujú iskrové zapaľovanie, chladenie vodou, motor s vnútorným spaľovaním benzínu, kde:

obr. 1 a 2 - je pohľad na predný resp. zadný koniec motora, obr. 3 - je pozdĺžny prierezový pohľad na plášť valca, obr. 4 - je schematický pohľad na kľukový hriadeľ, obr. 5 - je detailný pohľad na rotor s piestmi, obr. 6 - zobrazuje detailný pohľad protiľahlé rotory s pracujúcimi piestmi a zobrazený s rotormi priečne čiarkovanými pre zrozumiteľnosť, obr. 7 - je detailný a bočný pohľad na hnací čap a nosné bloky, obr. 8 - je prierezový pohľad na rotorové zariadenie, ktoré zahrnuje hnací čap a nosné bloky, obr. 9 - je detailný, horný a bočný pohľad na obehový člen, obr. 10 - zobrazuje oddelené obehové členy, podporujúce hnací čap a nosné bloky, obr. 11 - zobrazuje spojenie medzi obehovým členom a ozubeným kolesom s vnútorným ozubením, obr. 12 - je rozšírený pohľad ukazujúci uzatvorenie rotorových zariadení v plášti valca, obr. 13 - je pozdĺžny prierezový pohľad na zložky motora, obr. 14 - zahrnuje šesť výkresov, ktoré po častiach zobrazujú pracovné komory uvedeného motora v rámci jedného jeho cyklu, obr. 15 - zobrazuje iný hnací čap zahrnujúci sférickú nosnú časť, upevnený v rotorovom zariadení, obr. 16 - zobrazuje dve spojené rotorové zariadenia pre jeden obehový člen alebo jednoduchý priemyselný motor so združeným hnacím čapom a nosnými blokmi, obr. 17 - je prierezový pohľad na jednoduchý priemyselný motor alebo motor s jedným mechanizmom, obr. 18 - jc predný pohľad na jednoduchý priemyselný motor alebo motor s jedným mechanizmom, obr. 19 - je prierezový pohľad na dvojitý prstencovitý valec motora so zadným párom rotorov posunutým na výkrese z dôvodu predvedenia o 90°.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Ako je zobrazené na obr. 1, predná časť valcového plášťa 22 motora 20 má dva nasávacie ventily 24, dve zapaľovacie sviečky 25 pripevnené na dvoch miestach 26 na umiestnenie zapaľovacích sviečok, množstvo radiálne -vystužených výčnelkov (rebier) 27 a protivážne vyvážený plášť predného kľukového 28 (čiarkovaný). Predná časť valcového plášťa 22 je skrutkami spojená so zadnou časťou valcového plášťa 23 (obr. 2) pomocou množstva obvodových skrutiek 29. Predná časť valcového plášťa 22 má tiež zaistenie na spojité mazacie olejové čerpadlo 30 poháňané pomocou prevodu kľukového hriadeľa 31 a ozubeného hnacieho remeňa 32. Mazacie olejové čerpadlo 30 je zásobované prostredníctvom mazacej chodbičky 33 zo spodku kľukovej skrine 34 a mazací olej v kľukovej skrini 34 môže byť čerpaný cez otvor 35. Otvor pre čerpanie chladiacej zmesi 36 je umiestnený v najnižšom mieste vodnej nádržky.

Ako je zobrazené na obr. 2, zadná časť valcového plášťa 23 motora 20 má dva vypúšťacie ventily 37 a v tvare zvonu plášťové pripevňujúce zapojenie 38 na prispôsobenie žiadanému pohonu. Zotrvačník 39 (čiarkované) je v ukážke zaskrutkovaný k zariadeniu kľukového hriadeľa 40.

Ako je zobrazené na obr. 3, zariadenie valcového plášťa 21 je vytvorené pomocou priskrutkovania protiľahlých plastových častí 22 a 23 dohromady. Plášť 21 obsahuje prstencovitý valec 41 a prstencovitý otvor 58 pri jeho vnútornom čelnom otvore do vnútrajšku plášťa 59. Prstencovitý otvor 58 je vytvorený symetricky v rovine obsahujúcej prstencovú strednú rovinu 60 a medzi protiľahlými oddelenými kruhovými čelami 61 plášťových častí 22 a 23.

Hlavné nosné časti 62 a hlavná nosná časť vnútorných po stranách postavených čiel 63 je umiestnená v strede prednej a zadnej časti valcového plášťa 22 a 23, zatiaľ čo po stranách postavené čelá rotora 64 sú umiestnené na stranách prstencovitého otvoru 58.

Spaľovacie utesnenie 65 a ďalšie utesnenie 66 je umiestnené medzi časťami valcového plášťa 22 a 23. Utesnenie 65 je umiestnené medzi prstencovitým valcom 41 a vodnou nádržkou 42 na zabránenie úniku spaľovacieho plynu a utesnenie 66 je umiestnené medzi vodnou nádržkou 42 a vonkajškom valcového plášťa 21 na zabránenie úniku chladiacej zmesi von z motora alebo v dolnej časti motora do spodnej kľukovej skrine.

Vstup na vodu 68 je umiestnený navrchu zadnej časti valcového plášťa 23, zatiaľ čo výstup na vodu 69 k chladiču je umiestnený navrchu prednej časti valcového plášťa 22. Mazací olej v kľukovej skrini 34 je čerpaný cez otvor na čerpanie mazacieho oleja 43.

Ako je zobrazené na obr. 4, zariadenie kľukového hriadeľa 40 je viaczložkové zariadenie obsahujúce kľukový hriadeľ 70 s dvoma ložiskovými čapmi hriadeľa 51, dvoma strednými ložiskovými čapmi rotora 49 a dvoma odstrániteľnými hlavnými ložiskovými čapmi nosnej časti 44. Zariadenie kľukového hriadeľa 40 zahrnuje predný prevod 71, predné vyváženie 72 a vyvážený zotrvačník 73. Každý hlavný ložiskový čap nosnej časti 44 má v sebe kónický otvor 74, ktorý' sa zasúva na jemu zodpovedajúci kónický čap 75 na konci ložiskového čapu hriadeľa 51. Hlavný ložiskový čap nosnej časti 44 je vyrovnaný uzáverom 76, potom je upevnený pomocou zadržiavacej skrutky 77 ku kónickému čapu 75. Hlavné ložiskové čapy nosnej časti 44 tiež zahrnujú postavené čelá 73 na kontrolu konca striedavého osového pohybu zariadenia kľukového hriadeľa 40 v zariadení valcového plášťa 21 a postavené čelá 79 na kontrolu konca striedavého osového pohybu obehového člena 50 (pozri obr. 9). Zariadenie kľukového hriadeľa 40 umiestnené v zariadení valcového plášťa 21 je podporené hlavnými nosnými časťami 62 (pozri obr. 3). Prívod mazacieho oleja do nosných častí je prostredníctvom strednej hlavnej chodbičky 80 na kľukovom hriadeli 70 a prechádza na ložiskové čapy 44,49 a 51.

Ako je zobrazené na obr. 5, každé rotorové zariadenie 45 má štyri piesty 47, ktoré sú symetricky po celej dĺžke a v svojej základni sú podporené vonkajšou obrubou 46. Každý rotor 45 obsahuje hlavu hnacieho čapu 81 umiestenú smerom dovnútra od vonkajšej obruby 46, a má oblúkovito prehnutý komutátor 82 diametrálne oproti hlave hnacieho čapu 81. Hlava hnacieho čapu 81 je pod uhlom 22,5° od všeobecnej diametrálnej roviny 83 protiľahlého páru piestov na umožnenie piestom spojených rotorových zariadení zapadať do radov okolo prstencovitého valca 41 (pozri obr. 3) a oscilovať do a z jeden druhého na nosnom povrchu 84 nosnej hlavy 85. Hmotnosť rotorového zariadenia 45 je minimalizovaná prostredníctvom radu výrezov 86.

Ako je zobrazené na obr. 6, oblúkovito prehnutý komutátor 82 v rotore 45A akomoduje hlavu hnacieho čapu 81 zodpovedajúceho protiľahlého rotora 45B, pri spojení, ako je zobrazené na obrázku. Tento komutátor 82 umožňuje spojeným rotorom 45, pre znázornenie sú zobrazené čiarkované, oscilovanie jedného proti druhému v rámci obmedzení komutátorov 82.

Ako je zobrazené na obr. 7, každý hnací čap 56 je podporený na svojom protiľahlých koncoch nosným blokom 57 a každý nosný blok 57 má čiastočne valcovitý· vonkajší nosný povrch 87.

Ako je zobrazené na obr. 8, piesty 47 sú pripevnené na vonkajšej obrube 46 rotorového zariadenia 45, s ich stredmi v rovine obsahujúcej vnútorný povrch 88 každého rotorového zariadenia 45, a tým sa rozširujú za vnútorný povrch 88. Príslušný hnací čap 56 presahuje hlavu 81 rotorového zariadenia 45 a podporuje na každom zo svojich koncov nosný blok 57. Hnací čap 56 a nosné bloky 57 sa v kombinácii s rotorovým zariadením 45 stávajú operatívnym rotorovým zariadením 48.

Ako je zobrazené na obr. 9, obehový člen 50 je vytvorený s diametrálne protiľahlými posuvnými strmeňmi 54, majúcimi protiľahlé čiastočne valcové klzné povrchy 55 podopreté čiastočne valcovými obrubami 90 a rozširujúce sa po nosnú hlavu 91. Klzné povrchy 55 sa rozširujú zvonku od priľahlej hlavy 91 a sú ukončené pri otvorených koncoch 92 strmeňov 54. Obehový člen 50 zahrnuje na svojom vonkajšom konci ozubené koleso 52 a na každom konci nosnej hlavy 91 má postavené čelá 93.

Obr. 10 zobrazuje hnací čap 56 spojený s obehovým členom 50 cez nosné bloky 57 posúvateľné v čelách nosných častí 55 príslušných obehových členov 50. Časť valcových čiel nosných častí 87 nosných blokov umožňuje počas operácie axiálne vychyľovanie hnacieho čapu.

Obr. 11 zobrazuje ozubené koleso hnacích prostriedkov na rotáciu obehového člena 50 okolo svojej obehovej osi, cez ozubené koleso s vonkajším ozubením 52 na ozubené koleso s vnútorným ozubením 53. Je vidieť, že obehová os je v strednej rovine čapu hriadeľa, okolo ktorej je obiehajúci člen 50 voľne otáčateľný.

Na obr. 12 je zobrazené uzatváracie usporiadanie rotorového zariadenia. Piesty 47 sú utesnené v prstencovitom valci 41 pomocou obvyklých druhov piestových krúžkov 94, ktoré sa rozširujú z vonkajších obrúb 96A a 96B rotora 45 do drážok 95 okolo príslušných piestov 47. Jedna koncová časť každého piestového krúžku 9 sa dotýka kĺzavého utesnenia 97.

Prednostne je klzavé utesnenie valcovité so svojím kontaktným povrchom oblúkovito prehnutým v tvare zodpovedajúcom polomeru krivky vonkajšieho povrchu rotora a je v trecom kontakte s odkrytými okrajmi 99 priľahlého rotora 45 pomocou pružiny 100.

Alternatívne, piestové krúžky 94 sú tvarované tak, aby vytvárali kĺzavé utesnenie 97, ktoré sa prenáša na rozšírenie 98 drážky piestového krúžku 95 a je v trecom kontakte s odkrytými okrajmi 99 priľahlého rotora 45.

Ak je to žiaduce, môžu piestové krúžky 94 úplne obopínať piesty 47, cez tunely rozširujúce sa cez rotory pri ich spojeniach s piestmi 47, krúžkami rozširujúcimi sa cez odkryté okraje 99, ktoré môžu byť zakrivené ako súvislé predĺženie prstencovitého valca 41.

Spaľovacie utesnenia vo forme kužeľovito-kónických krúžkových tesnení 101 sa môžu pružne rozširovať medzi vonkajšími čelami 96A a 96B apriľahlo zahĺbenými čelami 102 vo valcovom plášti 21 a medzi samotnými rotormi 45, ako je ukázané pri čísle 103, kde pritlačené základné časti 104 piestových krúžkov 101 sú navzájom v trecom kontakte.

Alternatívne, spaľovacie utesnenia nie vo forme krúžkov môžu byť umiestnené v drážkach, sústredne alebo excentrický vzhľadom na os kľukového hriadeľa vo valcovom plášti 21 a môžu sa odkloniť z rotácie pomocou vyrovnávacích plôch.

Na účely utesnenia sú obe kontaktné bočné časti tesnení prevažne rovné, ako je zobrazené, aby dosiahli axiálne utesnenie proti príslušným plášťovým/rotorovým povrchom. Podobné zostavy krúžkových tesnení sú umiestnené smerom dovnútra uvedených spaľovacích utesnení a vytvárajú mazacie tesnenia 105, ako je zobrazené. Mazacie tesnenia môžu zahrňovať, o-krúžky, ktoré uľahčujú utesnenie.

Spaľovacie utesnenia 101 sú zásobované pravidelným prívodom mazacieho oleja prostredníctvom chodbičiek 106, čím je olej privádzaný k tesneniam 101 a k postaveným rotorovým čelám 108.

Obr. 13 zobrazuje zariadenie motora 20 v priereze. Motor 20 zahrnuje dve protiľahlé časti valcového plášťa 22 a 23 vytvárajúce prstencovitý valec 41, ktorý je v časti obklopený vodnou nádržkou 42. Dolná časť valcového plášťa 21 sa používa ako spodok kľukovej skrine 34.

Motor 20 obsahuje zariadenie kľukového hriadeľa 40 podporené v svojich hlavných ložiskových čapoch nosnej časti 44. Dve rovnaké, ale protiľahlé rotorové zariadenia 45, sa rozširujú v strede medzi časťami valcového plášťa 22 a 23 cez príslušnú nosnú hlavu 48 na stredný ložiskový čap 49 zariadenia kľukového hriadeľa 40.

Dva rovnaké, ale protiľahlé obehové členy 50, sú rotačné podporené na príslušných kľukových čapoch 51 zariadenia kľukového hriadeľa 40. Každý obehový člen má ozubené koleso s vonkajším ozubením 52, ktoré je na svojej vonkajšej strane uvedené do záberu s príslušným ozubeným kolesom s vnútorným ozubením 53 umiestneným v zahĺbení každej plastovej časti 22 a 23 sústredne s osou kľukového hriadeľa.

Posuvný strmeň 54 vytvorený spojito na vnútornej strane obehového člena 50 má diametrálne protiľahlé klzné plochy 55, ktoré zapadajú do príslušného hnacieho čapu 56 cez svoje príslušné nosné bloky 57. Hnacie čapy 56 sú upevnené v príslušných navzájom protiľahlých rotoroch 45.

Zložky sú zostavené, ako je zobrazené, takým spôsobom, že pohyb príslušných dvoch piestov 47 od seba, napríklad spaľovacím procesom, vyvoláva rotáciu obehového člena 50 a následne otočenie obehového člena 50 okolo ozubeného kolesa s vnútorným ozubením 53. Výsledný obehový pohyb obehového člena 50 podporeného v kľukových čapoch 51 spôsobuje rotáciu zariadenia kľukového hriadeľa 40.

Obr. 14 zahrnuje šesť obrázkov a zobrazuje úplný cyklus motora v krokoch s rotáciou kľukového hriadeľa o 33,75°. V zobrazenom osempiestovom motore so štyrmi piestmi na rotor vyžaduje úplný cyklus motora zodpovedajúci všetkým zložkám motora, začínajúci a vracajúci sa do počiatočnej polohy, jednu rotáciu motorov, tri rotácie kľukového hriadeľa a dosahuje šesť pracovných procesov spaľovania a expanzie. Piesty rotora A sú označené „Al“ až „A4“ a piesty rotora B sú označené „BI“ až „B4“.

Počas prvej rotácie kľukového hriadeľa o 135° sa príslušný pár protiľahlých piestov zo štyroch piestov Al až A4 rotora stáva aktívnym a súčasne stúpa cez príslušné protiľahlé indukčno/kompresné zóny v prstencovitej komore.

Pri rotácii kľukového hriadeľa o 67,5°, zodpovedajúcej polovici zdvihu piestov, budú zaostávajúce povrchy jedného páru protiľahlých aktívnych piestov Al až A3 za sebou indukovať zápalnú zmes do expandujúcich pracovných komôr, expandujúcu z protiľahlých nasávacích ventilov a predstihové povrchy tohto páru protiľahlých aktívnych piestov Al až A3 budú stláčať všetku predtým indukovanú zápalnú zmes do sťahujúcich sa pracovných komôr, stanujúcich sa po zápalnú teplotu.

Súčasne budú zaostávajúce povrchy druhého páru protiľahlých aktívnych piestov A2 až A4 nútené expandovaním spaľovacieho plynu ťahať piesty A2 až A4 vytvárajúc pracovné komory expandujúce do vypúšťacích ventilov, zabezpečujúc energiu motora, a predstihové povrchy tohto páru protiľahlých piestov A2 až A4 budú vytvárať sťahujúce sa pracovnú komory, sťahujúce sa k vypúšťacím ventilom, aby nútili zostatkové spaľovacie plyny predtým expandovanej spaľovacej zmesi v sťahujúcich sa komorách prejsť cez vypúšťacie ventily.

Počas tejto rotácie kľukového hriadeľa o 135° budú predstihové a zaostávajúce povrchy piesty BI až B4 pôsobiť na pracovné komory ako reaktívne povrchy spôsobom valcového uzavretia plôch valcových hláv obvyklého piestového motora.

Počas ďalšieho stupňa, zodpovedajúceho rotácii kľukového hriadeľa z 135° na 270°, je chod príslušného radu piestov vratný a príslušné protiľahlé páry piestov zo štyroch piestov BI až B4 sa na rotore B stanú aktívnymi a budú súčasne vykonávať funkcie opísané pre piesty Al až A4, ktoré sa stanú pre pracovné komory reaktívnymi piestmi.

Tabuľka 1 určuje v detailoch veličiny pracovných komôr definované medzi šestnástimi pracovnými povrchmi piestov vzhľadom na rotáciu kľukového hriadeľa. Táto tabelizácia taktiež ukazuje relatívnu rotáciu rotorov, ako aj ich zodpovedajúce uhlové rýchlosti pre polohy cyklu uvedené v tabuľke.

Obrázok 15 zobrazuje striedavý tvar hnacieho čapu 110, ktorý má v strednej časti sférickú nosnú časť 111 uloženú v rozdelených puzdrách 113 tak, že malé rozdiely vo vyrovnaní medzi nosnými blokmi 112 príslušných hnacích strmeňov (nie sú zobrazené) môžu byť prispôsobené bez vytvorenia nevyrovnaností síl aplikovaných na hnací čap 110. Ako je zobrazené, nosné bloky 112 môžu byť prispôsobené na kĺzanie po rovných bočných vrstvách alebo môžu byť časťou sférických nosných blokov, ako skoršie opísanom uskutočnení vynálezu.

Obr. 16 zobrazuje dve spojené rotorové zariadenia s jedným obehovým členom alebo jednoduchý priemyselný motor. Hnacie čapy 116 sú z jednej strany od rotorovej jednotky 118A a 118B voľné na ich zasunutie do nosných blokov 119.

Obr. 17 zobrazuje jednoduchý priemyselný motor 114 odlišujúci sa od skôr opísaného motora v tom, že používa jeden obehový člen 115 s hnacími čapmi 116, ktoré sú z jednej strany od rotorových zariadení 118A a 118B voľné na ich zasunutie do nosných blokov 119. Takéto motory sú typicky vybavené spojkou pre veľké výkony 120 kvôli zvládnutiu podstatných zmien výkonu motora, ktoré sa môžu pri tejto spojke 120 vyskytovať. Teda v tomto motore je kľukový hriadeľ relatívne silný pri konci svojej spojky 120 rozširujúcej sa za hlavnú nosnú časť 122 a vytvorenú s umicstncným nákružkom na účely uzavretia pomocných pohonov alebo diskov. Výbežok kľukového hriadeľa 121 kontroluje striedavý osový pohyb zariadenia kľukového hriadeľa.

Obr. 18 zobrazuje vstupné ventily 130 a výstupné ventily 131 prechádzajúce cez predný valcový plášť 133. Vo väčšine iných detailov je priemyselný motor 114 podobný motoru zobrazenému na obr. 1 až 13.

Na obr. 19 je motor 140 zobrazený ako dvojitý prstencovitý valcový motor zahrnujúci dva rady jednotlivých prstencovitých valcových motorov, v podstate ako je zobrazené na obr. 17 a 18. Ale kľukový hriadeľ 141 má príslušné kľukové čapy odklonené o uhol 180°. V tomto uskutočnení sú oba konce valcových plášťov 142 a 143 vytvorené so vstupnými a výstupnými ventilmi príslušných

SK 284459 Β6 valcov, ako pri priemyselnom motore na obr. 18. Ventily v zadnom valcovom plášti rotujú okolo osi kľukového hriadeľa vzhľadom na predný plášť o 90° na vytvorenie pravi delného pohonu na minimalizovanie vzrastu/poklesu rozdielov dodávanej energie.

Tabuľka

Simulácia chodu motora

ROTAČNÝ ČLEN	OZNAČENIE PRACOVNEJ KOMORY (S POVRCHMI PIESTOV)	UHLOVÁ RÝCHLOSŤ
KĽUKOVÝ HRIADEĽ (STUPNE)	STRMEŇ (STUPNE)	1 Al : BI	2 BI : A2	3 A2 :B2	4 B2:A3	5 A3 :B3	6 B3 : A4	7 A4:B4	8 B4 Al	ROTOR A	ROTOR B
0	0	EXH/IND	EXH	VZNIET	IND	EXH/IND	EXH	VZNIEľ	IND	POL (zýrchl.)	POL (spomal.)
33,75	-11,25	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP
67,5	-22,5	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP	MAX	MIN
101,25	-33,75	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP
135	-45	IND	EXH/IND	EXH	VZNIET	IND	EXH/IND	EXH	VZNIET	POL (spomal.)	POL (zrýchl.)
168,75	-56,25	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP
202,5	-67,5	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP	MIN	MAX
236,25	-78,75	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP
270	-90	VZNIET	IND	EXH/IND	EXE	VZNIET IND	EXH/IND	EXH	POL (zrýchl.)	POL (spomal.)
303,75	-101,25	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH
337,5	-112,5	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH	MAX	MIN
371,25	-123,75	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH
405	-135	EXH	VZNIET	IND	EXH/IND	EXH	VZNIET	IND	EXH'IND	POL (spomal.)	POL (zrýchl.)
438,75	-146,25	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP	KOM?	IND
472,5	-157,5	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND	MIN	MAX
506,25	-168,75	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP	KOM?	IND
540	-180,43	EXH/IND	EXH	VZNJET	IND	EXH/IND	EXH	.VZNIET.	IND	POL (zýrchl.)	POL (spomal.)
573,75	-191,25	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP
607,5	-202,5	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP	MAX	MIN
641,25	-213,75	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP
675	-225	IND	EXH/IND	EXH	VZNIET	IND	EXH/IND	EXH	VZNIET	POL (spomal.)	POL (zrýchl.)
708,75	-236,25	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP
742,5	-247,5	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP	MIN	MAX
776,25	-258,75	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP
810	-270	VZNIET	IND	EXH/IND	EXH	VZNIET	IND	EXH/IND	EXH	POL (zrýchl.)	POL (spomal.)
843,75	-281,25	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH
877,5	-292,5	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH	MAX	MIN
911,25	-303,75	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH
945	-315	EXH	VZNIET	IND	EXH/IND	EXH	VZNIET	IND	EXH/IND	POL (zrýchl.)	POL (zrýchl.)
978,75	-326,25	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND
101,25	-337,5	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND	MIN	MAX
1046,25	-348,75	EXH	EXP	KÔMP	IND	EXH	EXP	KÔMP	IND
1080 (3 revs	-360(1 rev)	EXH/IND	EXH	VZNIET	IND	EXH'IND	EXH	VZNIET	IND	POL (zrýchl.)	POL (spomal.)

Príklady uskutočnenia vynálezu

Z uvedeného je vidieť, že tu opísaný motor je verziou s iskrovým zapaľovaním a chladením vodou, ktorý pracuje na princípe štyroch cyklov: indukcie, kompresie, expanzie a exhaustácie (vypustenia) plynu. Každá z ôsmich pracovných komôr, rozširujúcich sa medzi šestnástimi pracovnými povrchmi, vytvorenými ôsmimi piestmi, prechádza postupne každým z týchto štyroch cyklov.

Každý ukončený cyklus motora zodpovedajúci jednej otáčke rotorov a trom otáčkam kľukového hriadeľa má šestnásť cyklov indukcie a kompresie v príslušných relatívne chladných zónach a šestnásť cyklov spaľovania a exhaustácie plynu v odlišných horúcich zónach prstencovitého valca.

Príslušné cykly zo štyroch cyklov sú vykonávané súčasne v diametrálne protiľahlých komorách. To znamená, že operácie, ktoré sa vykonávajú na jednej strane motora sú vykonávané aj na druhej strane motora. Toto zostrojenie zabezpečuje rovnováhu tlakových síl v rámci ôsmich pracovných komôr motora.

Štyri fixované zóny prstencovitého valca načrtnuté sú definované polohou protiľahlých párov vstupných a vypúšťacích ventilov, a v prípade motora s iskrovým zapaľovaním polohou protiľahlých párov alebo skupín zapaľovacích sviečok. Ak je to žiaduce, nemusia byť využívané všetky pracovné komory, môžu byť využívané selektívne a/alebo striedavo, napríklad môže sa to meniť v závislosti od požiadaviek na výstupný výkon motora.

Veľkosť a uhol polohy ventilových otvorov v prstencovitom valci riadi tok vzduchu do pracovných komôr a z pracovných komôr, a teda výstupný potenciál motora. Dĺžka otvorov determinuje čas trvania ich spojenia s každou pracovnou komorou, zatiaľ čo uhol polohy ventilov vzhľadom na pracovné komory stanovuje ventilovú reguláciu rýchlosti. Šírka ventilov nakoniec riadi hodnotu objemového toku vzduchu.

V každom prstencovitom valci sú dva rotory, ale počet prstencovitých valcov sa môže zvyšovať ich zoradením do radu pozdĺž osi kľukového hriadeľa. Počet chodov alebo fáz pri jednej otáčke rotora sa mení s počtom piestov na každom rotore. Počet piestov pre každý pár rotorov sa môže meniť násobkom čísla štyri, čo počtom zodpovedá štyrom cyklom spaľovacieho procesu. V každom motore tu opísanom sú na každom rotore štyri piesty, a teda pri každej otáčke rotora sú štyri odlišné pohyby alebo chody rotora.

Usporiadaním osi hnacieho čapu v rotorovom zariadení zhodným s kruhovým priemerom ozubeného kolesa s vnútorným ozubením, ako je zobrazené na obr. 14, pri rotácii kľukového hriadeľa o 67,5°, čo zodpovedá jednej polovici zdvihu piestov, a potom v 135° intervaloch, dosiahnu piesty na jednom rotore svoju maximálnu uhlovú rýchlosť vtedy, keď piesty na druhom rotore dosiahnu svoju minimálnu uhlovú rýchlosť a sú skutočne bez pohybu. Tento piestový chod v rámci prstencovitého valca sa vyskytuje pri každom z dvoch rotorových zariadení pri rovnakej relatívnej polohe v rámci valcových plášťov, a teda sú stanovené pracovne uhlové polohy vstupných a výstupných ventilov pri polohách zapaľovania sviečok.

Rotačná rýchlosť každého z dvoch rotorových zariadení sa mení v podstate sínusoidou od minimálnej uhlovej rýchlosti až po maximálnu uhlovú rýchlosť a potom späť k minimálnej uhlovej rýchlosti. Pár rotorových zariadení motora s ôsmimi piestmi striedavo rotuje v 90° fázach tak, že aktívne piesty na jednom rotorovom zariadení sa počas jednej fázy pohybujú rýchlo cez príslušné indukčno/kompresné a expanzno/exhaustačné zóny prstencovitého valca, a teda pracujú spôsobom obvyklých piestov, zatiaľ čo reaktívne piesty druhého rotorového zariadenia sa pohybujú pomaly medzi príslušnými indukčno/kompresnými a expanzno/exhaustačnými zónami prstencovitého valca, a teda pracujú ako uzávery valca spôsobom obvyklej hlavy valca.

Na rozdiel od obvyklého motora, kde sa piest zastaví pri minimálnom objeme komory, piesty v tomto motore sa pri minimálnom objeme komory pohybujú. Rotorové rýchlosti sú v každom okamihu rovnaké, a rovnajúce sa priemernej rotorovej rýchlosti. V načrtnutom motore sa rovná priemerná rotorová rýchlosť jednej tretine rýchlosti kľukového hriadeľa a má opačný smer.

Zotrvačné sily vyvíjané prostredníctvom rotorov pôsobia v opačnom smere ako tlakové sily plynu. Tieto zotrvačné sily sú výsledkom hmotnosti rotorov a striedavo stúpajú a klesajú. Ale v ktoromkoľvek čase majú zotrvačné sily rotorov rovnakú veľkosť, ale v opačnom smere, a teda sú v rovnováhe.

Otáčavý moment rotora je vytvorený pomocou tlakov plynu v spaľovacích komorách reagujúcich rovnako proti piestovým povrchom oboch rotorových zariadení. Otáčavý moment je prenášaný rovnako cez hnacie čapy a nosné bloky na komplementárne nosné plochy posuvných strmeňov v obehových členoch.

Sily aplikované cez hnacie čapy rotora na strmene, ktoré vytvárajú otáčavý moment kľukového hriadeľa, sú vždy rovnaké. Sily sú však aplikované prostredníctvom konštantného menenia diferenciálnych pákových dĺžok, ktoré využívajú kľukový čap na kľukovom hriadeli ako stred otáčania. To znamená, že vzdialenosť medzi stredom rotujúceho kľukového čapu a stredom každého hnacieho čapu zodpovedá pákovej dĺžke, ktorá sa konštantné mení počas rotácie kľukového hriadeľa.

Keď je posuvný strmeň v obehovom člene kolmo na strednú rovinu kľukového čapu, čo je ekvivalentné najvy ššiemu mŕtvemu bodu pri obvyklom motore, hnacie čapy majú rovnakú pákovú dĺžku nevytvárajúcu žiadny otáčavý moment kľukového hriadeľa. Po najvyššom mŕtvom bode (NMB) núti diferenciálna páková dĺžka účinne obiehajúci člen rotovať okolo kľukového čapu, ako je zobrazené na obr. 14, pri rotačnej polohe kľukového hriadeľa 33,75°. Je zrejmé, že páková dĺžka hnacieho čapu A je väčšia ako hnacieho čapu B.

Obehový člen má na jednom konci pripevnené ozubené koleso, ktoré je uvedené do záberu s pevným ozubeným kolesom s vnútorným ozubením. Keď je obehový člen nútený rotovať na kľukovom čape s ozubenými kolesami uvedenými do záberu, otáčaním núti aj kľukový hriadeľ rotovať vytvárajúc otáčavý moment kľukového hriadeľa.

Pri ukončení každého pracovného cyklu zmení každé rotorové zariadenie svoju funkciu z aktívnej na reaktívnu, to znamená z fungovania ako piesta na fungovanie ako hlavy valca. V tomto stupni sa aplikovanie rotorovej sily zmení z jednej nosnej plochy posuvného strmeňa na protiľahlú nosnú plochu obehového člena. Reakčná sila vytvorená v ozubenom kolese s vnútorným ozubením sa nezmení v smere, pretože strmeň pokračuje v rotácii v rovnakom smere.

Pomer ozubeného kolesa s vonkajším ozubením a ozubeného kolesa s vnútorným ozubením sa riadi počtom piestov motora. Kruhový priemer týchto ozubených kolies je determinovaný zasunutím kľukového čapu. Radiálne umiestnenie hnacích čapov v rotore a zasunutie kľukového čapu determinuje uhlovú separáciu rotorov.

Mazací olej je do motorov privádzaný olejovým čerpadlom upevneným v prednom valcovom plášti a olej sa po použití vracia do spodku kľukovej skrine cez vnútorný kanálik. Čas, počas ktorého dosiahne olej pracovnú teplotu z chladného stavu, bude redukovaný, ak je hladina oleja v čerpadle v úzkom kontakte s dolnou vodnou nádržkou. Zvýšenie teploty vody počas zahriatia motora je využívané pomocou prenosu tepla cez vodnú nádržku v kontakte s olejom na zvýšenie hodnoty, pri ktorej sa olej ohrieva a potom na stabilizáciu oleja pri pracovnej teplote vody.

Malo by byť uvedené, že podstatným rysom tohto motora je to, že ak by tu neboli vratné zložky, dosiahla by sa takmer dokonalá rovnováha. Rotorové zariadenia a obehové členy, ako oddelené zložky, budú staticky a dynamicky v rovnováhe v rámci svojich príslušných párov. Hmotnosti obehového člena sú potom pridávané k zariadeniu kľukového hriadeľa a sú dynamicky vyrovnané použitím opačne vyvážených hmotností na prednej a zadnej časti motora.

Zo všeobecného opisuje vidieť, že motor prechádzajúci šestnástimi spaľovacími procesmi na tri otáčky kľukového hriadeľa, vyžadujúci iba dva ložiskové čapy nosných častí, dva ložiskové nosné kľukové čapy a dva ložiskové čapy rotora, má schopnosť redukovať trenie nosnej časti porovnateľne so zodpovedajúcim obvyklým motorom. Ďalej, cykly indukcie a kompresie sú vykonávané v príslušných zónach prstencovitého valca, ktorý ostáva relatívne chladný, pretože cykly spaľovania a vypúšťania sú vykonávané v iných zónach prstencovitého valca, ktorý ostáva relatívne horúci. Táto fyzikálna separácia horúcej a chladnej zóny v rámci prstencovitého valca má zvýšiť účinnosť procesu indukcie a expanzie.

Taktiež je možné vidieť, že zariadenie motora je zjednodušené na uľahčenie hromadnej výrobnej technológie, zariadenie predstavuje vo veľkej miere skladací proces, s väčšinou zložiek rozložených vo vrstvách jedna na druhej, vyžadujúc len málo upínadiel na umiestnenie pohybujúcich sa zložiek. Zariadenie motora môže byť usporiadané na chladenie vzduchom, vodou alebo olejom a môže byť svo

SK 284459 Β6 jou výstupnou osou hriadeľa rozložené v akomkoľvek zvolenom uhle vrátane horizontálneho a vertikálneho.

V súhrne, v štvorcyklovej osempiestovej verzii tohto motora sa zapaľovanie uskutočňuje pri minimálnom objeme pracovnej komory (V/min.), v dvoch diametrálne protiľahlých pracovných komorách, po kompresii zapaľovacej zmesi vzduchu a paliva medzi štyrmi z ôsmich piestov, ktoré pracujú v rámci prstencovitého valca. Rýchly vzrast tlaku plynu v pracovných komorách vyvíja silu na prstencovitý valec, vonkajší povrch vedľa seba postavených rotorov a povrch piestov nútiaci predstihové alebo aktívne piesty a rotor zrýchľovať, pričom súčasne, nútiac zaostávajúce alebo reaktívne piesty a rotor spomaľovať.

Pri pohľade z prednej strany motora rotujú obe rotorové zariadenia v opačnom smere hodinových ručičiek, zatiaľ čo kľukový hriadeľ rotuje v smere hodinových ručičiek. Dva hnacie čapy upevnené v príslušných rotorových zariade niach vyvíjajú rovnaké a opačné sily na hnacie strmene cez ich klzné nosné časti pri opačných stranách kľukového čapu. Ak sú klzné nosné časti kolmé na rovinu obsahujúcu os kľukového čapu a kľukový hriadeľ, hnacie čapy sú rovnako vzdialené od kľukového čapu a nenútia hnacie strmene rotovať. Ale v jednej polohe vzhľadom na kľukový hriadeľ je nerovnaká vzdialenosť medzi kľukovým čapom a protiľahlými hnacími čapmi a výsledný otáčavý moment núti obehový člen rotovať okolo kľukového čapu. Keďže hnací strmeň rotuje s obehovým ozubeným kolesom, ktoré je uvedené do konštantného záberu s pevným ozubeným kolesom s vnútorným ozubením, tento výsledný otáčavý moment vytvára otáčavý moment kľukového hriadeľa.

Postup zaťažení vnútorného motora, ktorého výsledkom je výstupný otáčavý moment kľukového hriadeľa, sú indikované v prúdovej schéme na nasledujúcej strane.

Keďže opísaný motor je považovaný za najlepšie akomodujúci očakávané zaťaženia svojich zložiek, môže byť uplatnený tam, kde sa požaduje vyššia rýchlosť kľukového hriadeľa. Pri takýchto okolnostiach, by napríklad podobný motor, ktorý má ozubené kolesá uvedené do záberu externe okolo ozubeného kolesa s vonkajším ozubením, predstavoval motor, ktorý má kľukový hriadeľ rotujúci päťnásobnou rýchlosťou, ako je rýchlosť rotorového zariadenia.

Bude sa to samozrejme realizovať, uvedený bol iba spôsob ilustrovania vynálezu príkladmi a o všetkých modifikáciách a variáciách tohto vynálezu zrejmých pre odborníkov v danej oblasti techniky sa uvažuje tak, že nepresahujú rozsah a rámec tohto vynálezu, ako je definovaný v priložených nárokoch.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (26)

1. Rotačné objemové zariadenie, ktoré obsahuje pevný toroidný valec nachádzajúci sa v skrini valcov vybavený kruhovým prístupovým otvorom obkolesujúcim vnútornú obvodovú časť toroidného valca; vedľa seba postavené rotory, ktoré sa rozširujú do kruhového otvoru a uzatvárajú ho, nesú príslušné piesty v toroidnom valci, čím sa piesty v toroidnom valci môžu pohybovať kývavým pohybom, každý piest má tesniace prostriedky, ktoré ho spájajú priamo so stenou toroidného valca, čím sa vnútri toroidného valca tvoria rozširujúce a zmenšujúce sa pracovné komory medzi susednými piestmi na príslušných rotoroch; prívodné a výtokové kanály v stene toroidného valca na vstup a výstup zmesi do pracovitých komôr a z pracovných komôr; hnací hriadeľ uložený v skrini valcov na rotáciu okolo svojej osi koncentrickej s osou rotorov, vyznačujúce sa tým, že kľukový hriadeľ (40) má odklon hnacieho čapu (56) od osi kľukového hriadeľa (40) a je umiestnený uprostred hlavného ložiska (51) a rotormi (45); v hnacom čape (56) je uložený planétový člen (50) na kruhový pohyb okolo osi kľukového hriadeľa (40); každý rotor (45) má príslušné pohonné spojenie s odklonom planétového člena (50) od osi kľukového hriadeľa (40) na rotáciu rotorov na pohyb nesených piestov (47) kývavým pohybom v toroidnom valci (41), pričom príslušné piesty (47) vnútri toroidného valca (41) vytvárajú rozširujúce a zmenšujúce sa pracovné komory a jedno z pohonných spojení sa tiahne z planétového člena (50) cez otvor v blízkom rotore k vzdialenejšiemu rotoru.

2. Rotačné objemové zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že priame pohonné spojenie medzi každým rotorom (45) a/alebo každým planétovým členom (50) je tvorené tak, že os hnacieho čapu je paralelná s osou kľukového hriadeľa (40), pričom hnací čap (56) je pevne umiestnený na jednom z planétových členov (50) alebo rotore (45) a posuvný v príslušnej radiálnej drážke druhého.

3. Rotačné objemové zariadenie podľa nároku 2, vyznačujúce sa tým, že každý hnací čap (56) je pevne umiestnený v príslušnom rotore (45) a dvojitý planétový člen je namontovaný na ďalšom kľukovom čape umiestnenom koaxiálne s uvedeným hnacím čapom (56) ale na opačnej strane rotorov, pričom každý hnací čap (56) sa tiahne cez otvor v susednom rotore k príslušnému otvorenému koncu (92) v každom planétovom člene (50).

4. Rotačné objemové zariadenie podľa nároku 3, vyznačujúce sa tým, že každý otvorený koniec (95) je radiálna drážka a drážky sú symetricky usporiadané okolo planétového člena (50).

5. Rotačné objemové zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 2až 4, vyznačujúce sa tým, že každý hnací čap (56) je držaný v klznom bloku (57), ktorý je voľne posuvný pozdĺž príslušného otvorenému koncu (92).

6. Rotačné objemové zariadenie podľa nároku 5, vyznačujúce sa tým, že každý hnací čap (56) je otáčavý v príslušnom klznom bloku (57).

7. Rotačné objemové zariadenie podľa nároku 5 alebo nároku 6, vyznačujúce sa tým, že každý otvorený koniec (92) má čiastočne kruhový tvar a tým je každý klzný blok (57) pripútaný k príslušnému otvorenému koncu (92).

8. Rotačné objemové zariadenie podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov 1 až 7, vyznačujúce sa tým, že kľukový hriadeľ (40) má stredové ložisko (49), na ktorom sú pripevnené rotory (45), stredové ložisko (49) je koncentrické s osou kľukového hriadeľa (40) a je umiestnené medzi hlavnými ložiskami (51).

9. Rotačné objemové zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že stredové ložisko (49) sa radiálne tiahne nad hnací čap (56).

10. Rotačné objemové zariadenie podľa nárokov 8 alebo 9, vyznačujúce sa tým, že kľukový čap (56) a stredové ložisko (49) tvoria integrálnu časť a každé radiálne hlavné ložisko (51) je excentrický pripevnené na koncový výčnelok (44) kľukového hriadeľa (40).

11. Rotačné objemové zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 8ažl0, vyznačujúce sa tým, že stredové ložisko (49) je symetrické okolo stredovej roviny obsahujúcej toroidnú os toroidného valca (41).

12. Rotačné objemové zariadenie podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov 1 až 11, vyznačujúce sa tým, že kruhový otvor (58) je symetrický okolo stredovej roviny.

13. Rotačné objemové zariadenie podľa nároku 12, vyznačujúce sa tým, že otvorom (58) je zúžený otvor na toroidnom valci (41).

14. Rotačné objemové zariadenie podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov 1 až 13, vyznačujúce sa tým, že obvodové plochy (61) rotorov sú valcovité a rozsiahle a končia pri príslušných opačných spojeniach medzi otvorom (58) atoroidným valcom (41).

15. Rotačné objemové zariadenie podľa nároku 14, vyznačujúce sa tým, že vedľa seba postavené rotory (45) sa združujú v stredovej rovine obsahujúcej toroidnú os toroidného valca (41) a spojenie medzi rotormi (45) a príslušnými piestami (47) sa tiahne cez obvodové plochy príslušných rotorov na opačných stranách uvedenej stredovej roviny.

16. Rotačné objemové zariadenie podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov 1 až 15, vyznačujúce sa tým, že vedľa seba postavené rotory (45) sú identické, ale sú navzájom opačne usporiadané.

17. Rotačné objemové zariadenie podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov 1 až 16, vyznačujúce sa tým, žc skriňa valcov zahrnuje príslušné opačné časti (22, 23) krytu, ktoré sa spájajú pozdĺž stredovej roviny obsahujúcej toroidnú os toroidného valca (41).

18. Rotačné objemové zariadenie podľa nároku 17, vyznačujúce sa tým, že prívodné a výfukové kanály (131, 130) sú oddelené od spojenia skriňových častí.

19. Rotačné objemové zariadenie podľa nároku 17, vyznačujúce sa tým, že kľukový hriadeľ (40) je umiestnený medzi skriňovými časťami na príslušných opačných skriňových častiach ako otočný, a to upnu9 tím opačných koncov hnacieho hriadeľa axiálne na príslušné opačné skriňové časti (22, 23) zvnútra (78), pričom hnací spoj obsahuje komponenty namontované na kľukovom hriadeli (40) z niektorého z jeho opačných koncov v axiálnom smere.

20. Rotačné objemové zariadenie podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov lažl9, vyznačujúce sa tým, že každý koniec kľukového hriadeľa (40) je prístupný na opačných stranách skrine valcov.

21. Rotačné objemové zariadenie podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov laž20, vyznačujúce sa tým, že každý planétový člen (50) má planétový prevod koncentrický s kľukovým hriadeľom (40), zapadajúcim do komplementárneho prevodu spojeného so skriňou valcov a umiestneného koncentrický okolo osi kľukového hriadeľa (40).

22. Rotačné objemové zariadenie podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov laž21, vyznačujúce sa tým, že toroidný valec (41) má kruhový prierez.

23. Rotačné objemové zariadenie podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov laž22, vyznačujúce sa tým, že prívodné a výtokové kanály zahrnujú dvojicu diametrálne opačných prívodných a výtokových kanálov (130, 131) a príslušné prívodné a výtokové kanály sú rozostavené po dvojiciach v príslušne oddelených polohách hraničiacich s polohou pri ktorej tvoria piesty minimálne obsahy pracovných komôr.

24. Rotačné objemové zariadenie podľa nároku 23, vyznačujúce sa tým, že vedľa seba postavené rotory (45) nesú aspoň taký počet piestov (47), ktorý zodpovedá počtu taktov typu motora, so vzrastajúcim počtom piestov na vedľa seba postavených rotoroch sa tieto stávajú ich násobkom.

25. Rotačné objemové zariadenie podľa nároku 24, vyznačujúce sa tým, že piesty (47) sú uložené v rovnakom počte na dvojici vedľa seba postavených rotorov (45), celkový počet piestov (47) je násobkom štyroch, piesty sú rozostavené v rovnakej vzdialenosti okolo každého príslušného rotora (45); prívodové a výtokové kanály zahrnujú prívodový a výtokový kanál (130, 131) pre každé štyri piesty; prívodové a výtokové kanály sú rozmiestnené v príslušných oddelených polohách, v ktorých susedné piesty tvoria minimálne objemy pracovných komôr na postupné otváranie každého prívodového kanála v konštantnom časovom vzťahu k rozširujúcej sa pracovnej komore a každý výtokový kanál sa postupne otvára v konštantnom časovom vzťahu ku zmenšujúcej sa pracovnej komore.

26. Rotačné objemové zariadenie podľa nároku 25, vyznačujúce sa tým, že piesty (47) sú v profile čiastočne kruhové a každý má piestový tesniaci krúžok (94) natiahnutý okolo jeho kruhovej časti a spájajúci ho so stenou pevného toroidného valca (41) a ďalšie tesnenie, ktoré tesní časť opačného rotora voľnú v uvedenom kruhovom otvore.