DE3800947C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3800947C2 DE3800947C2 DE3800947A DE3800947A DE3800947C2 DE 3800947 C2 DE3800947 C2 DE 3800947C2 DE 3800947 A DE3800947 A DE 3800947A DE 3800947 A DE3800947 A DE 3800947A DE 3800947 C2 DE3800947 C2 DE 3800947C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- housing
- rotors
- rotor
- rotary piston
- piston machine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000011436 cob Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C9/00—Oscillating-piston machines or engines
- F01C9/005—Oscillating-piston machines or engines the piston oscillating in the space, e.g. around a fixed point
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C3/00—Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members
- F01C3/06—Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged otherwise than at an angle of 90 degrees
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Hydraulic Motors (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine
mit zwei Rotoren, die innerhalb eines kugelförmigen
Gehäuses um geneigte Achsen rotieren, dabei mit
konischen Flächen aneinander gleiten und mit einer in
dem Gehäuse gelagerten Welle verbunden sind, mit zwei
Flügeln, die sich jeweils vollständig durch die
Mittelebene eines Rotors erstrecken, die mit konvexen
Endbereichen an der konkaven Innenfläche des
kugelförmigen Gehäuses gleiten und in einer im
Mittelpunkt des Gehäuses angeordneten Scharnierachse
miteinander verbunden sind, wobei durch die innere
Gehäusefläche die konischen Flächen der Rotoren und
die Flügel Arbeitskammern begrenzt werden.
Rotationspumpen und Motore sind Maschinen mit
rotierenden Arbeitselementen. Rotationsmotore umfassen
einen Kolben, der in einem Zylinder zur Umsetzung von
Energie in mechanische Kraft oder Bewegung rotiert.
Rotationspumpen umfassen Bauteile, die sich in
rotierender Berührung befinden, um eine Flüssigkeit
durch eine Einlaßöffnung hineinzusaugen und die
Flüssigkeit durch eine Auslaßöffnung hinauszudrücken.
Eine sehr bekannte Rotationsmaschine ist der
Wankelmotor, der eine Rotations-Verbrennungsmaschine
mit einem Rotor und einer exzentrischen Welle
aufweist. Der Rotor bewegt sich in einer Richtung um
einen trochoidalen Raum, der periphere Einlaß- und
Auslaßöffnungen aufweist. Der Rotor teilt das
Raumvolumen in drei Arbeitsbereiche.
Die US-Patente von Cobb 7 63 963, Hartley 30 40 664,
Stevenson 32 77 792, Hendricks 7 64 465 und Davis
24 82 325 und das deutsche Patent 20 64 429 offenbaren
derartige Rotationsmaschinen.
Bei der aus der US-PS 32 77 792 bekannten
gattungsgemäßen Rotationsmaschine besteht die Gefahr,
daß sich die Flügel beim Betrieb der Maschine
verklemmen können, da sich die die Flügel verbindende
Scharnierachse aus der Äquatorialebene des Gehäuses
wegbewegen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Rotationskolbenmaschine zu schaffen, bei der ein
Verklemmen der Flügel in den Schlitzführungen der
Rotoren sicher verhindert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die Wellen mit einer gemeinsamen Achse fluchten und
daß eine der Wellen durch eine Zahnkupplung mit einem
der die Rotoren durchsetzenden Flügel verbunden ist,
wobei jede der Zahnkupplungen dem jeweiligen Flügel
ein Schwingen um die Scharnierachse ermöglicht und die
Scharnierachse zwingt, in einer Ebene senkrecht zu den
Wellen zu rotieren.
Die erfindungsgemäße Rotationskolbenmaschine umfaßt
ein kugelförmiges Gehäuse mit einer Äquatorialebene
und polaren Achsen, wobei das Gehäuse eine konkave
innere Fläche aufweist. Erste und zweite Wellen
erstrecken sich durch das Gehäuse und rotieren um
erste und zweite polare Achsen. Im Gehäuse ist ein
Paar von Rotoren angeordnet. Jeder Rotor weist einen
konvexen Endbereich auf, der an der konkaven inneren
Fläche des Gehäuses gleitet. Erste und zweite Flügel
und Schwenkeinrichtungen zum schwenkbaren Verbinden
der Flügel sind durch die betreffenden Wellen drehbar
gelagert. Jeder der Rotoren ist um eine zur Polarachse
geneigte Rotorachse durch den betreffenden Flügel
drehbar gelagert. Jeder Rotor weist eine konische
Fläche auf, die drehbar mit der konischen Fläche des
anderen Rotors eingreift, um eine Linienberührung mit
dem Gehäuse zu bilden und einen Arbeitsraum zu
begrenzen, in dem sich ein Arbeitsfluid befindet. Der
Bereich der Linienberührung und die Flügel erstrecken
sich zwischen dem Gehäuse und den Rotoren, um
benachbarte Bereiche des Arbeitsraumes in
Arbeitsteilräume zu unterteilen. Die Flügel
verursachen die Rotation der Rotoren, wenn sich deren
Wellen drehen. Darüber hinaus umfaßt die Maschine
Verbindungseinrichtungen für die Flügel und ihre
Wellen zur Erzeugung einer im wesentlichen erzwungenen
Rotation der Schwenkeinrichtungen bezüglich der
Äquatorialebene des Gehäuses. Die Rotoren und die
Flügel übertragen Kraft zwischen dem Arbeitsfluid und
den Wellen.
Jeder der Rotoren umfaßt vorzugsweise ein Paar
Rotorteile und ein Außenband zum Zusammenhalten der
Rotorteile. Die Rotorteile begrenzen einen Schlitz,
der sich vollständig durch den jeweiligen Rotor zur
Aufnahme des jeweiligen Flügels erstreckt. Die
Außenbänder weisen vorzugsweise konische Flächen auf,
die drehbar gegenseitig eingreifen, um die
Linienberührung zu bilden.
Die Einrichtung zur Erzeugung der erzwungenen Rotation
umfaßt vorzugsweise Getriebeeinrichtungen oder
Verbindungen, die aus einer Planetengetriebeplatte,
einer Zahnplatte und einem Kammwalzenzahnrad bestehen,
das die Platten miteinander verbindet. Je nach dem
speziellen Anwendungsfall kann die Maschine zum
Beispiel als Rotationspumpe oder als Rotationsmaschine
arbeiten. Bei der Anwendung als
Zweitakt-Rotationsmaschine (d. h. ohne Ansaug- und
Verdichtungshub) beträgt der Arbeitshub der Maschine
ständig etwa 270° pro 360°-Umdrehung der Wellen für
jedes Ende der Flügel, dadurch wird die abgegebene
Kraft pro vorgegebenem Leistungsraum verdoppelt. Beim
Gebrauch von flüssigem Brennstoff und einem
Sauerstoffträger kann die Maschine viermal mehr Kraft
pro vergleichbarem Volumen als eine Viertakt-Maschine
erzeugen. Eine solche Rotationsmaschine ist
vergleichbar mit einer sechszylindrigen
Viertakt-Kolbenmaschine, die auch durchschnittlich
einen Arbeitshub von 5400 pro Umdrehung erreicht.
Aufgrund der kompakten kugelförmigen Ausbildung ist
das Verhältnis des Arbeitsvolumens der Vorrichtung zum
Gesamtvolumen sehr günstig. Im Vergleich zu einem
vierzylindrigen Viertakt-Kolbenmotor ist eine
Verbesserung um den Faktor 3 bis 4 zu erreichen.
Die Erfindung wird in der Zeichnung beispielsweise
veranschaulicht und im nachfolgenden anhand der
Zeichnung im einzelnen verdeutlicht.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht der
erfindungsgemäßen Rotations-Kolbenmaschine,
Fig. 2 ist eine Endansicht,
Fig. 3 ist eine Teilansicht entlang der Rota
tionsachsen und der polaren Achsen senk
recht zur Äquatorialebene,
Fig. 4 ist eine Ansicht ähnlich der in Fig. 3,
wobei die Rotoren sich um 90° aus ihrer
Position in Fig. 3 gedreht haben,
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht von
miteinander verbundenen Flügeln, Wellen
und Verbindungseinrichtungen zwischen ih
nen,
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht der
miteinander verbundenen Flügel und der
betreffenden Rotorteile.
In den Fig. 1 bis 4 ist eine erfindungsgemäße
Ausführung der Rotationskolbenmaschine, mit 10 be
zeichnet, dargestellt. Die Maschine kann als Rota
tionspumpe oder eine andere Art von Maschine ausge
führt sein, dies ist für Fachleute offensichtlich.
Die Maschine 10 umfaßt ein hohles, kugelförmiges
Gehäuse, bezeichnet mit 12, das aus ersten, zweiten
und dritten Gehäusebereichen besteht, die mit 14, 16
und 17 bezeichnet sind. Die Gehäusebereiche 14 und 16
weisen konkave, im wesentlichen kugelförmige, glatte,
innere Flächen 18 und 20 auf. Der dritte Gehäusebe
reich 17 weist einen unteren Bereich 19 mit einer
ebenfalls konkaven, im wesentlichen kugelförmigen,
glatten, inneren Fläche 21 auf.
Die Gehäusebereiche 14 und 16 sind mit dem dritten
Gehäusebereich 17 durch eine Vielzahl von am Umfang
angeordnete Bolzen 22 zur Verbindung der Bereiche 14,
16 und 17 um die Äquatorialebene 23 verbolzt. Ein
kreisrundes Abdeckteil 27 deckt den Bereich 17
teilweise ab und ist an ihm vorzugsweise festgeklemmt.
Das Gehäuse 12 wird durch Träger 11 gehalten, von
denen jeder mit dem entsprechenden Gehäusebereich 14
oder 16 verbunden ist und mit dem dritten Gehäusebe
reich 17 durch die untersten Bolzen 22. Bolzen 13 sind
zur Befestigung der Vorrichtung 10 auf einer Halteflä
che 15 vorgesehen.
Die Maschine 10 umfaßt ein Paar Wellen, gekennzeich
net mit 24. Die Wellen 24 fluchten mit den polaren
Achsen 25 des Gehäuses 12. Die Wellen 24 verlaufen
durch geteilte, kreisförmige Öffnungen 26, die in den
jeweiligen Gehäusebereichen 14 und 16 ausgebildet
sind.
Die Wellen 24 sind zur Ermöglichung der Rotation in
den Öffnungen 26 durch Lagerbuchsen 28 und 29
gelagert. Ein kreisrundes Bauteil 30 ist an der
Außenseite der jeweiligen Gehäusebereiche 14 und 16,
benachbart zur jeweiligen Welle 24, zum Beispiel durch
Verschraubung angeordnet. Eine Abschlußkappe 32 wird
gegen das jeweilige kreisrunde Bauteil 30 gedrückt und
weist eine Öffnung 34 auf, durch die die jeweilige
Welle 24 verläuft. Ein Axiallager 36 ist in der Kappe
32 um die Öffnung 34 angeordnet, um die Wellen 24 zu
lagern und abzudichten.
Die Maschine 10 umfaßt des weiteren ein Paar Rotoren,
bezeichnet mit 42, die im Gehäuse 12 angeordnet sind.
Jeder der Rotoren 42 umfaßt ein Paar identische
Rotorteile bzw. Halbkegel 44 und 46 und ein sie
miteinander verbindendes Außenband 48. Eine Vielzahl
von am Umfang angeordneten Bolzen 49 verbinden das
Außenband 48 mit den Rotorteilen 44 und 46.
Die Außenbänder 48 der Rotoren 42 sind gleitend in
Ausnehmungen 50 und 52 gelagert, die durch die
Gehäusebereiche 14, 16 und 17 gebildet sind, wobei
entsprechende Axiallager und Radiallager 51 und 53 zur
drehbaren Lagerung um die jeweiligen Rotorachsen 54
und 55 vorgesehen sind. Die Rotorachsen 54 und 55
neigen sich in einem Winkel von 15 zu den polaren
Achsen und untereinander in einem Winkel von 30°. Es
ist jedoch offensichtlich, daß auch andere Winkel
angewendet werden können.
Die Außenbänder 48 der Rotoren 42 weisen konvexe
äußere Oberflächen oder Flächen auf, die in den Lagern
51 und 53 gleiten.
Jedes der Rotorteile 44 und 46 weist eine konische
Fläche 56 auf, die drehbar mit der konischen Fläche 56
der entsprechenden Rotorteile 44 oder 46 des anderen
Rotors 42 eingreifen und mit ihr zusammenwirken, um
die Linienberührung 58 zu bilden, die erhalten bleibt,
wenn die Rotoren 42 und die Wellen 24 rotieren. Die
konkave innere Oberfläche 21 und die konischen Flächen
56 begrenzen einen Arbeitsraum 59, der sich mit einem
Winkel von 600 von Kegel zu Kegel gegenüber der
Linienberührung 58 erstreckt.
Jedes der Außenbänder 48 weist eine umlaufende
konische Fläche 60 auf, die drehbar mit der konischen
Fläche 60 der anderen konischen Fläche 60 eingreift
und mit ihr zusammenwirkt, um die Linienberührung 58
zu bilden. Jedes der Außenbänder hat dabei die
Funktion eines Schwungrades, während die durchgehenden
Oberflächen der Flächen 60 eine Verzahnung verhüten,
wenn der Flügelspalt des Arbeitsraumes 59 die Linien
berührung 58 passiert.
Die Maschine 10 umfaßt des weiteren einen Flügelaufbau,
bezeichnet mit 62. Der Flügelaufbau 62 umfaßt erste
und zweite falterförmig ausgebildete Flügel 64 und 66,
gut zu erkennen in Fig. 5, die schwenkbar miteinander
durch einen Achsstift 68 verbunden sind. Nicht
dargestellte Lager lagern drehbar Teile des Achsstif
tes 68 in den Flügeln 64 und 66.
Die Achsen 25, 54 und 55 und der Mittelpunkt des
Achsstiftes 68 treffen sich im Mittelpunkt des
Gehäuses 12. Die Flügel 64 und 66 und die Linienberüh
rung 58 wirken zusammen, um den Arbeitsraum 59 in
Arbeitsteilräume zu teilen.
Die Rotorteile 44 und 46 sind durch die Flügeldicke
geteilt, wie am besten in Fig. 4 zu sehen ist. Die
Flügel 64 und 66 sind in Schlitzen 70, die durch die
Rotorteile 44 und 46 jedes Rotors 42 gebildet sind,
angeordnet und werden darin gehalten. Die Schlitze 70
erstrecken sich zwischen den konischen Flächen 56 und
den äußeren Flächen 71 der Rotorteile 44 und 46.
Jeder der Flügel 64 und 66 ist direkt verbunden mit
der jeweiligen Ausgangswelle 24. Eine Zahnkupplung 72
ist für jeden Flügel 64 und 66 vorgesehen. Jede
Zahnkupplung 72 umfaßt eine relativ lange, konvexe
Planetengetriebezahnplatte 74, die an der Seite seines
Flügels 64 oder 66 gegenüber dem Achsstift 68
angeordnet ist. Jede Zahnkupplung 72 weist ebenso eine
konkave Zahnplatte 76, die am Inneren Ende der
jeweiligen Welle 24 befestigt ist, sowie ein längliches
Kammwalzenzahnrad 78 auf, das die beiden Zahn
platten 74 und 76 verbindet.
Gegengewichte, bezeichnet mit 80 in Fig. 3, halten
die Kammwalzenzahnräder 78 zwischen den Zahnplatten 74
und 76. Nicht dargestellte Bolzen erstrecken sich
durch Öffnungen 82, die in den Enden der länglichen
Kammwalzenzahnräder 78 ausgebildet sind. Die Bolzen
befestigen Platten 84 der Ausgleichsgewichte 80 an den
Enden der Kammwalzenzahnräder 78. Die Platten 84 sind
auch an Ausgleichsgewichten 86 (z. B. durch Bolzen)
zum Auswuchten der rotierenden Kammwalzenzahnräder und
Teilen der Flügel 64 und 66 befestigt.
Jedes der Kammwalzenzahnräder 78 läuft hin und her
zwischen den jeweiligen Zahnplatten 74 und 76, wenn
die Flügel 64 und 66 um den Achsstift 68 laufen. Die
länglichen Kammwalzenzahnräder 78 halten den Achsstift
68 in der Äquatorialebene 23 des Gehäuses 12 In
Rotation, wenn die Rotoren 42 rotieren und die Flügel
64 und 66 rotieren. Die Kammwalzenzahnräder 78 wirken
auch als Kelle zur Übertragung von Drehmomenten.
Die Gehäusebereiche 14 und 16 weisen Einlaß- und
Auslaßöffnungen (nicht dargestellt) auf. Eine oder
mehrere kleine Einlaßöffnungen durchdringen das Gehäu
se 12 in der Nähe des Äquators und sind vorzugsweise
unter einem Winkel von 60° zur Linienberührung 58 zur
Einspritzung von flüssigem Brennstoff und einem
Sauerstoffträger angeordnet.
In Fig. 3 befindet sich der Achsstift 48 im Bereich
der Linienberührung 58 zu dem Zeitpunkt, an dem zwei
Teilräume gebildet werden. In Fig. 4 hat sich der
Achsstift 68 um 90° von der Linienberührung 58
weggedreht und es sind drei Teilräume entstanden. Wenn
man annimmt, daß der dargestellte Endteil des Achs
stiftes 68 sich nach unten bewegt, vergrößert sich der
Arbeitsteilraum, der durch die Flügel 64 und 66, die
Linienberührung 58 und das Gehäuse 12 gebildet wird,
in einem Arbeitshub. Zur gleichen Zeit verringert sich
ein ähnlicher Teilraum auf die gegenüberliegenden
Seite der Linienberührung 58 in einem Ausstoßhub. Ein
Arbeitsteilraum, der durch die untere Fläche des
Flügelaufbaues 62 gebildet wird, dargestellt in Fig.
4, erreicht sein größtes Volumen und geht über in
einen Ausstoßhub, wenn das gegenüberliegende Ende des
Achsstiftes 58 sich zur Auslaßöffnung im Gehäuse 12
hebt.
Nachdem sich der Achsstift 68 um 60° von der
Linienberührung 58 wegbewegt hat, beträgt das Volumen
des Teilraumes, der von den Flügeln 64 und 66, der
Linienberührung 58 und dem Gehäuse 12 gebildet wird,
nur 4% vom Maximum. Vorzugsweise wird flüssiges NH3
und N2O getrennt durch die Einlaßöffnungen in den
keilförmigen Arbeitsraum eingespritzt, wo sie selbst
zündend explodieren und die Temperatur und den Druck
des eingeschlossenen Gases vergrößern. Auf diese
Weise beginnt ein Arbeitshub mit einem Verdichtungs
verhältnis von größer als 20:1 mit hohem Wirkungsgrad.
Wenn die Brennstoffzufuhr bis zu einem Winkel von 90°
erhalten bleibt, beträgt das Verdichtungsverhältnis
immer noch 8:1 und bewirkt eine größere Kraft mit
geringerem Wirkungsgrad.
Nach einer Drehung des Achsstiftes von der Linienbe
rührung 58 weg um 180° liegen die Flügel 64 und 66
flach in der Ebene, die durch die Achsen 25, 54 und 55
und die Linienberührung 58 gebildet werden, wie in
Fig. 3 dargestellt ist. In dieser Stellung überspan
nen die Flügel 64 und 66 den 60° großen Raum zwischen
den konischen Flächen 56 und das Volumen des Teilrau
mes, begrenzt durch die Flügel 64 und 66, die
Linienberührung 58 und das Gehäuse 12 hat sich auf 62%
seines Maximums vergrößert. Zu diesem Zeitpunkt
bestehen kurzzeitig nur zwei Teilräume. In dieser
Stellung erstrecken sich die Flügel 64 und 66
vollständig von ihren Schlitzen 70 in den Rotoren 42,
aber sie sind zu ihren gegenüberliegenden Enden
ausgekragt, die vollständig in ihren Schlitzen 70 bei
der Linienberührung 58 eingeschlossen sind und werden
demzufolge gegen den sich verringernden Gasdruck
gestützt.
Innerhalb eines Winkels zwischen 180° und 270° der
Achsstiftdrehung weg von der Linienberührung 58
vergrößert sich der Teilraum um die restlichen 38%,
bevor der Ausstoßhub beginnt. Während dieser Zeit wird
der Teilraum von den Flächen 56, den beiden Enden der
Flügel 64 und 66 und dem Gehäuse 12 eingeschlossen.
Daraus ist ersichtlich, daß die Hübe in dieser
Zweitaktmaschine für jedes der beiden Enden der Läufer
64 und 66 270° umfassen können.
Aus der obigen Beschreibung ist auch ersichtlich, daß
die Rotoren 42 reibungsarm mit konstanter Geschwindig
keit um ihren Achsen 54 und 55 rotieren. Die
Tangentialgeschwindigkeit der Enden des Achsstiftes 68
verändert sich lediglich um 3,4%.
Die Flügel 64 und 66 schwingen sinusförmig in und aus
ihren Schlitzen 70. In Fig. 3 ist dargestellt, wie
sich die Flügel 64 und 66 vollständig in ihren
Schlitzen erstrecken und gerade in sie zurückkehren,
wobei ihre maximalen Beschleunigungskräfte in gegen
überliegenden Richtungen wirken. Dadurch heben sich
die Beschleunigungskräfte gegenseitig auf.
Die maximalen Kräfte treten auf, wenn sich die Flügel
64 und 66 direkt gegenüber der Ebene der Achsen 25,
64 und 55 befinden, wobei sie nicht dazu tendieren,
sich an ihrer Achse zu verbiegen. Zu einem anderen
Zeitpunkt verschiebt sich der Aufbau 62 um 300 nach
oben, wenn er sich um 90° von der Linienberührung 58
weggedreht hat, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Zu
diesem Zeitpunkt tritt keine Beschleunigung auf.
Innerhalb dieser beiden Grenzen üben die Teile der
Flügel 64 und 66, die sich um mehr als 15° von den
Flächen 56 in dem Bogen zwischen 90° und 270°
erstrecken, Beschleunigungskräfte in Richtung der
Äquatorialebene 23 des Gehäuses 12 aus und versuchen
die Achse zu verbiegen. Da die Enden der Flügel 64 und
66 innerhalb des Bogens 270°-0°-90° dazu neigen,
sich von der Äquatorialebene 23 des Gehäuses 12 zu
entfernen und die Achse abzuflachen, ist die resultie
rende Biegekraft auf die Achse immer 0.
Die oben beschriebene Vorrichtung weist keine unbe
herrschbaren Beschleunigungskräfte auf und arbeitet
reibungsfrei wie eine gute Rotationsmaschine. Darüber
hinaus ist die Ausführung mit einer geringen Anzahl
von Komponenten und ohne Ventile oder Nocken einfach.
Da der Einlaß- und Verdichtungshub nur die Hälfte der
Zeit im Vergleich zu einer Vierzylindermaschine
benötigt, kann diese Zweitaktmaschine zweimal mehr
Kraft, bezogen auf ein vergleichbares Arbeitsvolumen,
abgeben.
Da bei einer Viertaktmaschine beim Einsatz von
flüssigem Brennstoff und einem Sauerstoffträger der
Kompressionshub etwa die Hälfte der Energie des
Arbeitshubes verbraucht, wird ein weiterer Verbesse
rungsfaktor von zwei erreicht, so daß die Maschine bei
gleichem Leistungsvolumen die vierfache Energie wie
eine vergleichbare Viertaktmaschine liefert.
Darüber hinaus ist das Verhältnis des Arbeitsvolumens
zum Gesamtvolumen durch die kompakte kugelförmige
Bauweise ohne Kurbelwelle, Schwungrad, Kurbelgehäuse
und Ventilmechanismen sehr günstig. Außerdem wird kein
Anlasser benötigt.
Der Arbeitshub der Maschine 10 gemäß Zeichnung weist
ständig eine Größe von 270° pro 360° Umdrehung der
Wellen 24 für jedes Ende der Flügel 64 und 66 auf.
Demzufolge entspricht die dargestellte Rotationsma
schine einer Sechszylinderkolbenmaschine, die einen
540°-Arbeitshub pro Wellenumdrehung erreicht. Es ist
auch möglich, die Maschine 10 als einzelne Halbkugel
mit einer flachen Scheibe in der Äquatorialebene
auszubilden.
Obwohl die Maschine 10 gezeigt und beschrieben wurde
als Arbeitsmaschine, in der Energie zur Verrichtung
von Arbeit durch die Umsetzung einer speziellen
Energie in mechanische Kraft und Bewegung erzeugt
wird, ist es klar, daß sie ebenso als Pumpe arbeiten
kann, die ein Arbeitsfluid durch eine Einlaßöffnung in
sich hineinzieht und das Fluid durch eine Auslaßöff
nung durch die Rotation der Wellen 24 heraustreibt.
Obwohl die vorteilhafteste Konstruktion der Erfindung
detailliert beschrieben wurde, können Fachleute einige
alternative Ausbildungen und Ausführungen zur Anwen
dung der Erfindung entsprechend der Ansprüche finden.
Insbesondere können andere Vorrichtungen zur Zwangs
führungen des Achsstiftes 68 in der Äquatorialebene 23
entwickelt werden.
Claims (6)
1. Rotationskolbenmaschine mit zwei Rotoren, die
innerhalb eines kugelförmigen Gehäuses um ge
neigte Achsen rotieren, dabei mit konischen
Flächen aneinander gleiten und mit einer in dem
Gehäuse gelagerten Welle verbunden sind, mit zwei
Flügeln, die sich jeweils vollständig durch die
Mittelebene eines Rotors erstrecken, die mit
konvexen Endbereichen an der konkaven Innenfläche
des kugelförmigen Gehäuses gleiten und in einer
im Mittelpunkt des Gehäuses angeordneten
Scharnierachse miteinander verbunden sind, wobei
durch die innere Gehäusefläche, die konischen
Flächen der Rotoren und die Flügel Arbeitskammern
begrenzt werden, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Wellen (24) mit
einer gemeinsamen Achse (25) fluchten und daß
eine der Wellen (24) durch eine Zahnkupplung (72)
mit einem der die Rotoren (42) durchsetzenden
Flügel (64, 66) verbunden ist, wobei jede der
Zahnkupplungen (72) dem jeweiligen Flügel (64,
66) ein Schwingen um die Scharnierachse (68)
ermöglicht und die Scharnierachse (68) zwingt, in
einer Ebene senkrecht zu den Wellen (24) zu
rotieren.
2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
jeder der Rotoren (42) zwei Rotorteile (44, 46)
und ein Außenband (48) zum Zusammenhalten der
Rotorteile (44, 46) aufweist, wobei die
Rotorteile (44, 46) einen Schlitz (70) begrenzen,
der sich vollständig durch den Rotor (42)
erstreckt und wobei jeder Flügel (64, 66) im
jeweiligen Schlitz (70) angeordnet ist.
3. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse (12) in der konkaven Innenfläche
Ausnehmungen (50, 52) aufweist, in denen jedes
der äußeren Bänder (48) gleitbar gelagert ist.
4. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
jedes der Außenbänder (48) eine umlaufende
konische Fläche (60) aufweist, die sich gleitend
an die konische Fläche des anderen Außenbandes
(48) legt.
5. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
jede der Zahnkupplungen (72) zwei Zahnplatten
(70, 76) aufweist und daß zwischen ihnen ein
Zahnrad (78) angeordnet ist, wobei eine der
Zahnplatten (70) fest mit dem entsprechenden
Flügel (64, 66) und die andere Zahnplatte (76)
fest mit der entsprechenden Welle (24) verbunden
ist.
6. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
jedes Zahnrad (78) ein mit ihm verbundenes
Gegengewicht (80) aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/006,378 US4799870A (en) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | Fluid power transfer device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3800947A1 DE3800947A1 (de) | 1988-08-04 |
| DE3800947C2 true DE3800947C2 (de) | 1993-03-04 |
Family
ID=21720592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3800947A Granted DE3800947A1 (de) | 1987-01-23 | 1988-01-15 | Fluid-energiewandler |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4799870A (de) |
| JP (1) | JPH0658042B2 (de) |
| CA (1) | CA1301070C (de) |
| DE (1) | DE3800947A1 (de) |
| FR (1) | FR2617537B1 (de) |
| GB (1) | GB2200168B (de) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3200131B2 (ja) * | 1991-10-23 | 2001-08-20 | 株式会社ユニシアジェックス | エンジンの弁作動装置 |
| RU2151312C1 (ru) * | 1998-09-10 | 2000-06-20 | Карфидов Владимир Николаевич | Роторный двигатель |
| RU2161256C2 (ru) * | 1999-02-22 | 2000-12-27 | Позднеев Авенир Иванович | Роторный двигатель внутреннего сгорания |
| US6390052B1 (en) | 2000-10-17 | 2002-05-21 | Mcmaster Motor Company | Wobble engine |
| RU2189470C1 (ru) * | 2000-12-26 | 2002-09-20 | Карфидов Владимир Николаевич | Роторный двигатель карфидова |
| US6899130B2 (en) * | 2002-07-30 | 2005-05-31 | Po-Lin Liao | Bilateral power pump unit |
| US7726960B2 (en) * | 2004-06-04 | 2010-06-01 | Nanyang Technological University | Twin-plate rotary compressor |
| RU2333372C2 (ru) * | 2006-06-22 | 2008-09-10 | Владимир Николаевич Карфидов | Роторный двигатель карфидова |
| US8689766B2 (en) * | 2008-11-20 | 2014-04-08 | Wieslaw Julian Oledzki | Spherical two stroke engine system |
| WO2013091098A1 (en) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Exponential Technologies, Inc. | Positive displacement expander |
| EP3724507A4 (de) | 2017-12-13 | 2021-10-20 | Exponential Technologies, Inc. | Rotierende fluidströmungsvorrichtung |
| US11168683B2 (en) | 2019-03-14 | 2021-11-09 | Exponential Technologies, Inc. | Pressure balancing system for a fluid pump |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2242058A (en) * | 1937-11-05 | 1941-05-13 | Ernest A Cuny | Rotary fluid displacement device |
| US2525907A (en) * | 1943-09-16 | 1950-10-17 | Henry Packard White | Rotary hydraulic pump |
| US2482325A (en) * | 1947-09-23 | 1949-09-20 | Davis Oscar Newton | Spherical air compressor |
| DE812949C (de) * | 1948-02-02 | 1951-09-06 | Pietro Pisa | Schwingkolbenverdichter mit kugelfoermigem Gehaeuse |
| US2681046A (en) * | 1951-03-20 | 1954-06-15 | Elmer G Barrett | Rotary motor |
| US2828695A (en) * | 1954-02-04 | 1958-04-01 | Marshall John Wilmott | Rotary machine |
| US3040664A (en) * | 1959-04-13 | 1962-06-26 | Flo Motive Corp | Dual cavity fluid handling device |
| US3093961A (en) * | 1960-02-09 | 1963-06-18 | Pisa Pietro | Ship propelling unit |
| US3121399A (en) * | 1960-10-31 | 1964-02-18 | Hartley E Dale | Fluid handling device |
| US3277792A (en) * | 1964-07-06 | 1966-10-11 | John B Stenerson | Turbine |
| US3556696A (en) * | 1968-01-26 | 1971-01-19 | Riccardo Bertoni | Spherical motor |
| US3528242A (en) * | 1968-03-21 | 1970-09-15 | Michael D Hartmann | Rotary positive displacement machines |
| DE2064429A1 (de) * | 1969-12-30 | 1972-01-27 | Nishioka, Hideki, Kanagawa (Japan) | Kugelförmige Rotationspumpe |
| US3847515A (en) * | 1973-03-29 | 1974-11-12 | Rewop Co | Variable displacement gear pump |
| DE3025652A1 (de) * | 1980-07-07 | 1982-01-28 | Alexander 6474 Ortenberg Händler | Verdichter fuer gasfoermige medien |
| US4519756A (en) * | 1983-09-30 | 1985-05-28 | Fenton John W | Constant displacement turbine with vane which pivots and rotates |
| US4648813A (en) * | 1984-04-30 | 1987-03-10 | Mikulan Willy E | Universally-movable machine part and fluid transfer apparatus utilizing same |
| US4688522A (en) * | 1985-07-15 | 1987-08-25 | Mcmaster Harold | Fluid power transfer device and fuel system therefor |
-
1987
- 1987-01-23 US US07/006,378 patent/US4799870A/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-01-14 CA CA000556503A patent/CA1301070C/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-01-15 DE DE3800947A patent/DE3800947A1/de active Granted
- 1988-01-20 GB GB8801253A patent/GB2200168B/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-01-21 FR FR8800649A patent/FR2617537B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1988-01-23 JP JP63013465A patent/JPH0658042B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8801253D0 (en) | 1988-02-17 |
| JPS63198701A (ja) | 1988-08-17 |
| FR2617537B1 (fr) | 1994-07-08 |
| GB2200168B (en) | 1991-09-25 |
| DE3800947A1 (de) | 1988-08-04 |
| JPH0658042B2 (ja) | 1994-08-03 |
| US4799870A (en) | 1989-01-24 |
| CA1301070C (en) | 1992-05-19 |
| GB2200168A (en) | 1988-07-27 |
| FR2617537A1 (fr) | 1989-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3432915A1 (de) | Innenachsige drehkolbenmaschine | |
| DE68914852T2 (de) | Brennkraftmaschine mit rohrförmigem drehschieber. | |
| DE3800947C2 (de) | ||
| DE2710301A1 (de) | Verbrennungskraftmaschine | |
| DE2059158C3 (de) | Hydraulischer Motor in Flügelzellenbauart | |
| DE1451761A1 (de) | Innenachsige Zweitakt-Rotationskolbenmaschine der Trochoidenbauart | |
| DE1528371A1 (de) | Als Motor oder Pumpe verwendbare hydraulische Maschine | |
| EP0548297B1 (de) | Schwenkkolbenmaschine | |
| DE2848220A1 (de) | Rotationskolbenmotor | |
| DE2510588A1 (de) | Dreh- oder kreiskolben-brennkraftmaschine | |
| EP0087746A1 (de) | Abgasbetriebener Rotationskolbenlader | |
| DE2460949A1 (de) | Rotormaschine | |
| DE3804411A1 (de) | Mittelachsige drehkolbenartige umlaufkolbenmaschine | |
| DE2533776A1 (de) | Drehmotor | |
| DE3825372A1 (de) | Drehkolbenmaschine | |
| DE2365050A1 (de) | Umlaufkolbenmaschine, insbesondere verbrennungskraftmaschine | |
| DE2606360C3 (de) | Führungsgetriebe für eine mittelachsige Rotationskolben-Brennkraftmaschine | |
| DE2060336A1 (de) | Rotierende Verbrennungskraftmaschine | |
| DE1551085A1 (de) | Stroemungsmaschine | |
| DE3205207C2 (de) | Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit exzentrisch gelagertem Kolben | |
| EP0217813A1 (de) | Drehkolbenkraft- und arbeitsmaschine mit periodisch veränderlichen drehgeschwindigkeiten. | |
| DE3436205A1 (de) | Parallel- und aussenachsiges im kaemmeingriff arbeitendes rotationskolbengeblaese | |
| DE4025406A1 (de) | Rotationslaeufermaschine | |
| DE2411769A1 (de) | Mit zykloider drehbewegung arbeitender verbrennungsmotor, der eine durchgehende ringkammer aufweist | |
| DE2405706A1 (de) | Rotationsmechanismus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |