NO139007B - Fremgangsmaate ved og anordning for ventilasjon av et sylindertoerkeparti - Google Patents

Description

Innretning for omdannelse av en frem- og tilbakegående bevegelse til en roterende bevegelse.

Den foreliggende oppfinnelse angår

en innretning som ad hydrostatisk vei omdanner en frem- og tilbakegående bevegelse til en roterende bevegelse. Omvendt kan innretningen i henhold til oppfinnel-

sen like godt benyttes til å omdanne en roterende bevegelse til en frem- og tilbakegående bevegelse.

Den oppgave å omdanne en frem- og tilbakegående bevegelse til en roterende bevegelse er en av de grunnleggende opp-gaver i mekanikken. Denne oppgave løses som regel ved å anvende den fra gammel tid kjente veivdrivanordning. I denne dan-

ner som kjent veivstangen kraftoverfø-ringsleddet mellom den frem- og tilbakegående eller resiproserende maskindel og veivtappen resp. veivbøyen av den som oftest som veivaksel utformede roterende maskindel. Den kjente mekaniske veivdrivanordning har imidlertid den egenart, at til hver fullstendig frem- og tilbakegående bevegelse av den resiproserende maskindel,

f .eks. av stemplet i en stempeldrivmaskin,

er det nødvendigvis tilordnet en fullsten-

dig omdreining av veivakselen. Derunder tilsvarer enhver stilling av den resiproserende maskindel en ganske bestemt stil-

ling av den roterende maskindel. Videre er, på grunn av den resiproserende ma-

skindels forbindelse med den roterende maskindel gjennom veivstangen, anordningen tvunget til å anta en på forhånd gitt konstruksjonsform. Eksempelvis må i en stempelmaskin veivakselen innta en gangske bestemt stilling i forhold til ar-beidssylindrene. Selvfølgelig er denne tvangsmessige tilordning av resiproserende og roterende maskindeler, ved mekanisk veivdrift, ikke alltid ønsket. Da maskin-konstruktøren i mange tilfelle, på grunn av denne egenart hos veivdrift, har store begrensninger med hensyn til de anvendte konstruktive trekk, har man allerede også forsøkt å finne veier til å gjøre den roterende maskindel konstruktiv uavhengig av den frem- og tilbakegående, resiproserende maskindel. Eksempelvis har man, i stedet for mekaniske kraftoverføringsmidler, også allerede anvendt drivanordninger hvor drivmaskinens arbeide overføres hydraulisk eller pneumatisk til et sted hvor ytelsen skal nyttes. Det kjennes f. eks. drivanordninger hvor et resiproserende stempel i en stempel-forbrenningsmotor driver en kom-pressor, som leverer trykkluft for en etter-følgende trykkluftmotor som avgir ytelsen, eller eksempelvis også forbrenningsmotorer med fritt bevegelig stempel, som likeledes leverer trykkgass til en sekundærmaskin

som avgir dreiemomentet, hvor arbeids-midlets trykk omdannes til bevegelses-energi. I alle disse maskiner kan riktignok den resiproserende maskindel i vidtgående grad anordnes uavhengig av den roterende maskindel, men de hittil kjente drivover-føringer av denne art krever en forholdsvis kostbar utførelse. Dessuten er deres mekaniske virkningsgrad, som bestemmes av kompressorens og motorens virkningsgra-der, betydelig mindre enn hos drivverk med ren mekanisk kraftoverføring gjennom et veivdrev.

Det er derfor også allerede blitt fore-slått anordninger, som under anvendelse av hydrauliske midler bibeholder det gamle veivdrevs grunnprinsipp, men som erstat-ter den for dette maskinelements konstruk-sjonstype bestemmende veivstake med en væskesøyle, som bevirker kraftoverførin-gen mellom den resiproserende og den roterende maskindel. I disse innretninger for omdannelse av en resiproserende bevegelse til en roterende bevegelse er en med den resiproserende del forbundet slagfortrenger forbundet med et roterstempel eller en roterende fortrenger gjennom et med væske fylt rom, og slagfortrengerens slagvolum er lik den roterende fortrengers slagvolum i det felles, med væske fylte rom, som forbinder de to fortrengere.

Likesom ved mekanisk veivdrift vil altså i denne innretning, i hvilken den ene fortrenger må følge den annen fortrengers bevegelse på grunn av væskens usammen-trykkbarhet, hver enkelt stilling av den roterende fortrenger være tilordnet eller svare til en ganske bestemt stilling av slagfortrengeren, og omvendt. Men da væske-søylen, gjennom hvilken de to fortrengere er forbundet med hverandre, til forskjell fra den mekaniske veivdrift bare kan over-føre trykkrefter, men derimot ikke trekk-krefter, må det ved disse innretninger på-sees, at fortrengerne i alle driftsstillinger trykkes mot væsken.

I praksis har disse forslag hittil ikke funnet innpass i teknikken. Den foreliggende oppfinnelse viser imidlertid en ny vei for hydraulisk overføring av krefter og bevegelser mellom resiproserende maskindeler.

Oppfinnelsen går ut fra en innretning for omdannelse av en frem- og tilbakegående bevegelse til en roterende bevegelse og omvendt, hvor en med den frem- og tilbakegående maskindel samarbeidende slagfortrenger og en med den roterende maskindel forbundet, roterende fortrenger er forbundet gjennom et med frem- og til-bakestrømmende trykkvæske fylt rom og en bevegelse hos den frem- og tilbakegående slagfortrenger er tilordnet en bevegelse av den roterende slagfortrenger. Oppfinnelsen består i første rekke i at den av slagfortrengeren befordrede trykkvæske er delt opp i minst to delstrømmer som innvirker slik på den roterende fortrenger, at de tykkrefter som fra trykkvæsken innvirker i radiell retning på den roterende fortrenger gjensidig opphever hverandre.

Den roterende fortrenger er hensiktsmessig lagret i et hus i hvilket det, ved passende formgivning av den roterende fortrenger og av huset og ved anvendelse av tetningselementer som deler opp ringrommet mellom roterstemplet og huset, dannes trykkammere i hvilke ved den roterende fortrengers rotasjon, trykkvæske avvekslende strømmer inn og fortrenges, hvorunder trykkammerne som er forbundet med en slagfortrengers trykkrom, danner hjørner av en likesidet mangekant. Til-førselsledningene til trykkkammerne kan her være anordnet mellom den roterende fortrenger og det hus som opptar denne, i den maskindel som opptar tetningselementene.

Bruk av en innretning i henhold til den foreliggende oppfinnelse gir ikke bare konstruktøren vidtgående frihet med hensyn til anordningen av resiproserende og av roterende maskindeler, samtidig som alle forstyrrende lagerkrefter bortfaller, men muliggjør dessuten, ved å gi den roterende fortrenger og det hus som opptar denne passende form, at den del av innretningen som avgir roterbevegelsen, kan tilpasses til forløpet av de på innretningens resiproserende del innvirkende krefter og på denne måte oppnå de fordelaktigste hastighets- og akselerasjonsforhold.

Ved passende konstruktiv utformning av roterstemplet og roterstempelhuset kan forøvrig også problemet med avtetningen av de under trykk stående væskerom like overfor de ikke eller under annet trykk stående væskerom beherskes i vidtgående grad. Hvis avtetningen av de enkelte væskerom i forhold til hverandre skjer ved hjelp av på rotorstemplets endeflate eller sideflate eller på rotorstempelhusets inn-vendige endevegg eller sidevegg glidende tetningselementer, kan disse tetningselementer utsettes slik for trykkvæsken, at de av væsketrykket presses mot tetnings-flaten, og derved får den nødvendige til-presningskraft. Ved at et roterstempel påvirkes fra flere slagfortrengere samtidig, kan lekkasjetap delvis utlignes derved at lekkasjevæske fra det ene system trenger inn i det annet system, og omvendt.

Som kraftoverføringsmiddel kan det anvendes en hvilken som helst egnet væske, fortrinnsvis olje eller glycerin. Væsken bør ha gode smøreegenskaper, slik at alle de ved innretningen i henhold til oppfinnelsen bevegede deler samtidig smøres uten ekstra forholdsregler. Det flytende kraft-overføringsmiddel er også egnet til å føre bort varme som måtte bli utviklet i innretningen. I tilfelle hvor det er nødvendig å føre bort forholdsvis store varmemeng-der, må det på egnet sted sørges for en tilstrekkelig kjøling. Endelig kan det være sørget for anordninger til å tappe ut trykkvæsken. Ved å anvende slike anordninger oppnås det at innretningen ikke bare kan benyttes til å omdanne en resiproserende bevegelse til en roterende bevegelse, men at innretningen videre også kan anvendes som kobling, da kraftoverføringen mellom den resiproserende og den roterende maskindel bortfaller etter at arbeidsmidlet er blitt tappet ut.

I henhold til et videre trekk ved oppfinnelsen kan flere, parallelt ved siden av hverandre virksomme slagfortrengere innvirke på en roterende fortrenger. I mange tilfelle kan det også være hensiktsmessig at en slagfortrenger står i arbeidsforbin-delse med flere roterende fortrengere. Til et fullstendig slag av slagfortrengeren be-høver det ikke nødvendigvis å være tilordnet en kvart omdreining av den roterende fortrenger. Ved anvendelse av et passende antall trykkammere kan nemlig den til et slag svarende dreievinkel hos den roterende fortrenger utgjøre en hvilken som helst del av en hel omdreining av den roterende fortrenger.

F. eks. er trykkammerne, fra hvilke den av slagfortrengeren fortrengte trykkvæske innvirker på den roterende fortrenger, anordnet på en slik måte i forhold til hverandre i det hus som omgir fortrenge-ren og således forbundet med slagfortrengeren, at de på den roterende fortrenger innvirkende aksiale trykkrefter opphever hverandre gjensidig.

Med hensyn til utformningen av roterstemplet og dettes hus foreligger det mange konstruktive muligheter. Eksempelvis kan det også anvendes roterstempler som i form av sirkelrunde, skiveformede rotorer roterer i et i forhold til rotoren elliptisk rom, og hvor avtetningen av de enkelte trykkammere bevirkes ved hjelp av sleider, som mot fjærtrykk og/eller væske-

trykk forskyves radielt i slisser i selve rotoren.

I sin enkleste form kan slagfortrengeren være utformet som sylindrisk slagstempel eller plunger.

Ved innretningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse er det ennvidere, likesom ved mekaniske veivdrev, mulig å vende om dreieretningen av innretningens roterende deler. Dette kan skje på ganske enkel måte ved omkobling av de forbindelsesledninger, f. eks. for to slagstempler, som arbeider på et roterstempel, når stem-plenes startbevegelsesretning er gitt på forhånd.

Et videre trekk ved oppfinnelsen angår den oppgave å gjøre innretningen for omdannelse av en resiproserende bevegelse til en roterende bevegelse anvendbar også når innretningens slagstempel ikke utøver en trykkraft på trykkvæsken under hele bevegelsen frem og tilbake.

Denne videre oppfinnertanke befatter seg med anvendelsen av innretningen i henhold til oppfinnelsen som konstruksjonsdel i forbrenningsmotorer. Ennvidere kan innretningen i henhold til oppfinnelsen også anvendes som konstruksjonsdel av stempelkompressorer.

Ved en slik anvendelse er to og to stempler i forbrenningsmotoren forbundet med hverandre ved en stempelstang, på hvilken det er anordnet et i et fortrengerhus dobbelt virkende slagstempel, fra hvilket hus trykkvæsken tilføres slik til trykk - kammerne mellom den roterende fortrenger og dennes hus, at de radielle trykkrefter som av trykkvæsken utøves på den roterende fortrenger gjensidig opphever hverandre. Hensiktsmessig blir i dette tilfelle trykkkammerne, mellom den roterende fortrenger og dennes hus, i hvilke det ved den roterende fortrengers rotasjon avvekslende strømmer inn og fortrenges trykkvæske, og som påvirkes fra den fra den ene side av det dobbeltvirkende slagstempel befordrede trykkvæske, dannet av hjørnene av en likesidet mangekant, mens de trykk-kammere som påvirkes av den fra det dobbeltvirkende slagstempels annen side befordrede trykkvæske, likeledes er anordnet i hjørnene av en likesidet mangekant som er forskjøvet en til antallet av trykkammere svarende vinkelstørrelse i forhold til den førstnevnte mangekant. Derved at det her for trykkvæsken anvendes et dobbeltvirkende slagstempel, som har like store virksomme flater på begge sider, og som stadig er utsatt for trykk, er også stillingen av stemplene i de to forbrenningssylindre i forhold til hverandre og til rotorstemplet bestemt i hvert øyeblikk.

Noen bortløfting av stemplet fra trykkvæsken kan ikke lenger forekomme. En forbrenningsmotor kan nå sammensettes av to eller et vilkårlig antall av slike sy-linderpar. Det er derunder likegyldig om en slik sylinder arbeider i totakt eller fire-takt, for ved anvendelse av denne utførel-sesform av oppfinnelsen kan forbrenningsmotorens stempler, uten anvendelse av spe-sielle hjelpemidler, bevirke tilsugning av forbrenningsluften eller av brennstoffluft-blandingen.

Oppfinnelsen egner seg særlig for anvendelse ved store motorer, eksempelvis skipshovedmotorer, som driver skipspro-pellen direkte, uten oversetning. Slike motorer får, bestemt ved propelleromdrei-ningstallet for optimal virkningsgrad og den som erfaringsverdi for varig drift fastliggende midlere stempelhastighet, meget store dimensjoner, og for motorer med høy ytelse meget stor vekt.

Bortsett fra en så tung motors plass-behov er monteringen av en slik motor meget vanskelig på grunn av de enkelte motordelers store vekt.

Ved bruk av det kjente veivdrev kan riktignok veivakselen deles opp, men det finnes dog grenser for en slik oppdeling. Bortsett derfra er de enkelte delstykker av således oppdelte veivaksler fremdeles temmelig tunge.

Særlige vanskeligheter opptrer hvis det i en stor motor inntrer en beskadigelse av veivakselen, som må repareres. Hvis dette medfører at veivakselen må tas ut, må nemlig hele motoren demonteres, da veivakselen ligger i motorens nedre del. Føl-gen er at skipet settes ,ut av drift i uker eller endog måneder. Hvis en veivaksel går istykker i åpen sjø, settes dessuten hoved-drivmaskinen ut av virksomhet og skipet blir manøvrerudyktig.

Ved bruk av den kjente veivkraft er det ennvidere satt snevre grenser for anvendelse av det kjente byggekasseprinsipp ved motorens fremstilling.

Hvis forbrenningsmotorer utstyres med innretninger i henhold til den foreliggende kan imidlertid byggekasseprinsippet uten videre anvendes for hele motoren. Dette lettes ved at innretningens roterstempler er symmetrisk oppbygget, og at på en enkel aksel behøver de symmetriske roterstempler ikke å utlignes ved hjelp av mot-vekter.

I henhold til oppfinnelsen kan innretningens roterstempler anbringes på ut-

gangsdrivakselen ved hjelp av stikkoblin-ger, f. eks. ved hjelp av såkalte buetann-koblinger. Med fordel blir da tanntallet i utgangsdrivakselens ytterfortanning og i den tilhørende innerfortanning i roterstemplet slik bestemt, at en vinkelforskyv-ning av de enkelte roterstempler i forhold til hverandre for alle på tale kommende sylindertall og tenningsrekkefølger i en motorbyggerekke kan innstilles.

Ved anvendelse av aksialt ettergivende koblinger som forbindelse mellom roterstempler og drivaksel kan disse forøvrig også på grunn av forandret temperatur undergå lengdeforandringer, uten at de i det på fundamentet fastliggende hus roterende roterstempler derved forskyves aksialt. Dette er særlig viktig nettopp ved store og lange motorer, på grunn av de nødvendige sideveis avtetninger av roter-stemplene lke overfor det høye væsketrykk.

Anvendelse av innretningen i henhold til oppfinnelsen medfører fremfor alt ved store motorer ytterligere fordeler.

Ved å tappe ut eller fylle på trykkvæske kan en sylinder ut- eller innkobles på enkel måte. Utkoblingen kan hensiktsmessig skje automatisk ved hjelp av direkte eller indirekte styrte hurtiglukkende

ventiler, f. eks. på den måte at ved hjelp

av et på et hvilket som helst ønsket sted sittende kontakt-manometer eller kontakt-termometer styres en elektromagnetisk trykkluf tven til, og ved hjelp av den således styrte trykkluft blir igjen en hurtiglukkende løfteventil for væsken satt i virksomhet. Stempeltæring kan da praktisk talt ikke opptre lenger, da kontaktmanomete-ret rettidig ville innlede utkobling av sylinderenheter som er i fare. Derved blir motorens driftssikerhet større og dens pass blir enklere. Dessuten kan det ikke lenger inntre veivkammereksplosjoner, da det ikke finnes hulrom som er fylt med olje-damper.

Utkobling av enkelte sylindre eller sy-lindergrupper er ikke mulig hos en motor med mekanisk veivdrift og veivaksel.

I en forbrenningsmotor i henhold til den foreliggende oppfinnelsen derimot kan en slik utkobling foretas, spesielt ved drift med delbelastning, hvorved det kan oppnås at de sylindre som forblir i drift så vidt mulig stadig arbeider i området hvor brennstofforbruket er mest økonomisk.

Ved å anvende et roterstempel hos hvilket en omdreining tilsvarer to eller flere arbeidssykler av det tilordnede slagstempel, oppnås en nedsettelse av den utgående drivaksels omdreiningstall. Dette betyr det samme som en nedsettelse av vekten ved samme ytelse og ved forut gitt utgående omdreiningstall. I mange tilfelle, f. eks. ved skipshovedmoterer, betyr dette en stor fordel. Ved motorer som løper hur-tigere enn propellen kan det nemlig for store ytelser innspares meget store og for forstyrrelser utsatte oversetninger.

Ennvidere kan det selv hos dieselmo-torer oppnås en meget rolig og utjevnet gang. På grunn av den riktignok meget lille, men dog alltid eksisterende kompri-merbarhet hos trykkvæsken, blir nemlig det, særlig i en dieselmotor opptredende, så ubehagelige tenningsslag, oppfanget i vidtgående grad.

I forbindelsen mellom en stempelfor-brenningsmotor og et drivverk i henhold til den foreliggende oppfinnelse er det viktig å sikre den stillingsmessige tilordning av slag- og roterstempler til hverandre under driften og før starten. Da det ikke forefinnes noen mekanisk forbindelse for dette formål, og det jevne eller ensartede ar-beidsforløp kan forandres ved væsketap og temperaturforandringer hos det flytende kraftoverføringsmiddel, samt også ved temperaturforandringer hos de konstruk-sjonsdeler som leder kraftoverføringsmid-let, skal trykkvæskens volumendring kunne i utjevnes mest mulig direkte. For dette formål kan det anvendes såvel mekaniske, i av slagstemplet og av roterstemplet påvir-kede styreorganer, som også elektriske : eller elektromagnetiske styreorganer, som styrer oljeutjevningen.

Tegningene viser utførelseseksempler på oppfinnelsen. Fig. 1 viser en forbrenningsmotor med i en innretning i henhold til oppfinnelsen for omdannelse av en resiproserende bevegelse av stemplet til en roterende be- j vegelse. i Fig. 2 viser et snitt etter linjen II—II i fig. 1. Fig. 3 viser et tverrsnitt gjennom en ] roterende fortrenger, som tilføres trykk- i væsken gjennom akselen. ] Fig. 6 viser et snitt etter linjen VI—VI i i fig. 3. Fig. 5 viser et tverrsnitt gjennom en l innretning i hvilken to slagstempler innvirker på ett roterstempel. Fig. 6 viser et snitt etter linjen VI—VI i i fig. 5. <] >Fig. 7 viser et snitt gjennom en del av c innretningen med et roterstempel av modi- 1 fisert utførelsesform. Fig. 8 viser et snitt etter linjen VIII i —VIII i fig. 7. i Fig. 9 viser en utfoldning av roterstemplet i fig. 7 og 8 og dettes hus med radius r. Fig. 10 viser et tverrsnitt gjennom en tosylin der gruppe i en forbrenningsmotor, hvor det er anordnet to arbeidsstempler og et av trykkvæsken påvirket, dobbeltvirkende stempel på en felles stempelstang. Fig. 11 viser et snitt etter linjen XI—

XI i fig. 10.

Fig. 12 er et sideriss av den midtre del

av innretningen i fig. 10 og 11.

I den i fig. 1 og 2 viste forbrenningsmotor betegner 1 sylinderen, som oventil er lukket av sylinderlokket, og i hvilken slagstemplet 3 beveger seg. Dette stempel har en som plunger utformet ansats 4, som rager inn i plungerhuset 5. Ringspal-ten mellom stemplets 3 ansats 4 og den øvre del av plungerhuset 5 er avtettet ved hjelp av en pakningsboks 6, som presser en pakning 7 mot de tilsvarende tetnings-flater. I rommet under stemplet 3 er det i sylinderveggen 1 anordnet åpninger 8, gjennom hvilke luft -kan strømme inn i resp. ut fra sylinderrommet under stemplet 3 ved stemplets opp- resp. nedadbeve-gelse. Det indre rom 9 i plungerhuset 5, i hvilket det befinner seg en trykkvæske, står gjennom en ledning 10 i forbindelse med tilføringskanaler 11, 12 og gjennom disse i forbindelse med trykkrommene 13 og 14 resp. 15 og 16 i et roterstempelhus 17. I huset 17 er det dreibart lagret et roterstempel 18, som ved hjelp av en kile 19 sr festet på drivakselen 20. Roterstemplet 18 har i tverrsnitt en tilnærmet elliptisk form og glir med sine flater 21, som utgjør leier av en sylindrisk flate, som har samme diameter som det indre rom i huset 17, på le hulsylindriske innerflater av roterstempelhuset 17. Mellom de avplattede sider 22 a,v roterstemplet 18 og den indre omkrets av roterstempelhuset 17 forefinnes det i tverrsnitt sigdformede fri rom 23, 24, som når roterstemplet roterer blir vekselvis satt i forbindelse med trykkrommene 13, 14 resp. 15, 16 i roterstempelhuset 17. Videre samvirker roterstemplet 18 med tetnings-jlementene 25, 26, 27 og 28, som mot trykket fra fjærer 29, 30, 31, 32 er lagret ra-lielt forskyvbart i spalter 33, 34, 35, 36 i luset 17. I de sigdfbrmede fri rom 23, 24, nellom roterstemplet 18, huset 17 og tet-lingelementene 25, 26, 27 og 28, oppstår let periodisk vekslende trykkrom, i hvilke ;rykkvæskens trykk er virksomt.

Tetningselementene 26—28 er forsynt ned kanaler gjennom hvilke den i trykkrommene værende trykkvæske kan strøm-me inn i spaltene 33—36, i hvilke fjærene 29—32 er anordnet. På sine sider er roterstempelhuset 17 lukket av deksler 38, 39, som ved hjelp av ikke viste trekkankere er fast forbundet med huset 17, og hvis endeflater 40, 41 har bare så stort spillerom i forhold til roterstemplets 18 sideliggende endeflater, at stemplet 18 kan rotere fritt. Ved å velge riktige passforhold kan det oppnås, at det ved disse flater fås en så vidtgående tetning, at det ikke inntrer nevneverdig væsketap. Om nødvendig kan det anordnes ekstra tetningsmidler. Drivakselen 20 er forøvrig også avtettet utad ved hjelp av pakningsbokser 42, 43 med pakninger 44, 45.

For å øke svingmassen er det på drivakselen 20 anbragt en svingskive 46.

Virkemåten av denne innretning er som følger: Ved forbrenningsmotorens arbeidsslag beveger slagstemplet 3 og dermed den plun-geraktige ansats 4 seg nedover, hvorved ansatsen 4 fortrenger den i plungersylin-dere 9 værende trykkvæske gjennom ledningen 10 og kanalene 11 og 12 til trykkrommene 13, 14 resp. 15, 16. Trykkvæskens hydrostatiske trykk innvirker da på roterstemplet 18 og setter dette i rotasjon i pilens retning. Hvis nå roterstemplet 18 har fullført en dreining på 90°, blir tetningselementene 25 og 27, mot trykket på fjærene 29 og 31, skjøvet radielt inn i de til-hørende spalter 33 resp. 35 i huset 17, og roterstemplets 18 sylindriske flate 21 tetter mot husets 17 innervegg. Samtidig be-veges tetningselementene 26 og 28 radielt ut fra de tilhørende spalter 34 og 36 i huset 17, og bevirker tilbakefortrengning av den i trykkamrene 23, 24 værende olje til det indre rom 9 i plungersylinderen 5. Derved blir plungeransatsen 4 og dermed også forbrenningsmotorens stempel 3 ført tilbake til utgangsstilling.

Rominnholdet av roterstempelhusets trykkrom må, når det er fullstendig fylt, dvs. når stemplet 3 og plungeransatsen 4 har nådd det nedre dødpunkt, være lik det væskevolum som er blitt drevet ut fra plungersylinderen 5. Hvis det fra trykkrommene, etter en dreining av roterstemplet på 180 i forhold til den i fig. 1 viste stilling, atter er blitt tilbakeført all trykkvæske til innerrommet i plungersylinderen 5, må stemplet 3 ha nådd sitt øverste dødpunkt. En omdreining av roterstemplet 18 svarer ved denne utførelsesform av innretningen i henhold til oppfinnelsen altså til to hele frem- og tilbakegangsbevegelser av slagstemplet.

Som ved alle hydrostatiske drev gjel-der det også ved innretningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse, når man ser bort fra strømnings- og friksjonstap, at i hvert øyeblikk må — for det av stemplet 3 i sylinderen 1 bestrøkne slagvolum, for det av plungeransatsen 4 i plungersylinderen 5 bestrøkne slagvolum og for de av roterstemplet på ethvert tidspunkt dannede og tilordnede volumer av trykkrommene i roterstempelhuset — integralet av den gjennom volumet overførte trykkfunksjon være det samme. Strømnings-, friksjons-og lekkasjetap bestemmer virkningsgraden av en innretning i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

I den i fig. 3 og 4 viste utførelsesform av roterstempeldelen i en innretning i henhold til oppfinnelsen roterer et sirkelrundt stempel 47 i det indre av roterstempelhuset 48, som i tverrsnitt har oval form. I det på drivakselen 49 påkrympede roterstempel 47 glir det i spalter 50—53 i radial retning, tetningselementer 54—57 som støtter seg mot roterstemplet gjennom ikke viste fjærer.

Tetningselementene 54—57 deler opp de sigdformede hulrom, som dannes mellom det i tverrsnitt ovale indre rom av roterstempelhuset 48 og det i tverrsnitt sylindriske roterstempel 47, i fire trykk-kammere, av hvilke trykkammerne 59 og 61 gjennom boringene 62 og 63, ringkanalen 64 og kanalen 65 står i forbindelse med en ikke vist slagfortrenger, og trykkammerne 58 og 60 gjennom boringene 67 og 68, ringkanalen 69 og kanalen 70 står i forbindelse med en annen, ikke vist, slagfortrenger. Virkemåten av denne innretning er den samme som virkemåten av den i fig. 1 og 2 viste innretning.

I den i fig. 5 og 6 viste utførelsesform av innretningen i henhold til oppfinnelsen innvirker også to slagfortrengere på ett roterstempel. I den viste tosylindrede forbrenningsmotor glir stemplet 72 i sylinderen 71 og stemplet 1 i sylinderen 73. Stemplet 72 er derunder forbundet med det i trykksylinderen 75 glidende slagstempel 76 og stemplet 74 er forbundet med det i trykksylinderen 77 glidende slagstempel 78, hvilke slagstempler på sin side innvirker på et roterstempel 79. Derunder har stemplet 72 i sylinderen 71 nådd sitt nedre dødpunkt. Trykkrommene 80 og 81 i sylindrene 75 resp. 77 står gjennom ledninger 82 resp. 83 og grenledninger 84, 85 resp.

90, 91 i forbindelse med roterstempelhuset

92. Stemplet 79 roterer inne i et sirkel-sylindrisk indre rom i roterstempelhuset 92. Det er sentrisk lagret på drivakselen 93 og er festet til denne ved hjelp av en kile 94. Roterstemplet 79 har en form som svarer til formen av det i fig. 1 og 2 viste roterstempel 18 og samarbeider med fire innbyrdes 90° forskjøvne tetningssleider 95, 96, 97 og 98, som i tilsvarende spalter i huset 92, ved hjelp av trykket fra fjærer 99 og det over disse trykk overlagrede væsketrykk av trykkvæsken som fra de ikke viste kanaler presses inn i de nevnte kam-mere, trykkes mot roterstemplets omkrets-flate. Likesom i eksemplet i henhold til fig. 1 og 2, er roterstempelhuset på sidene lukket av deksler 100, 101, som ved hjelp av ikke viste strammeskruer er forbundet med huset 92. Drivakselen 93 er avtettet mot husets indre ved pakningsbokser 102, 103 og pakninger 104 og 105. Et svinghjul 106 på drivakselen 93 opprettholder den nødvendige jevnhetsdrift av roterstemplet 79. I den i fig. 5 og 6 viste stilling av roterstemplet 79 og av slagstemplene 76 og 78 er den av slagstemplet 76 fortrengte trykkvæske blitt drevet inn i de med til-føringskanalene 88 og 89 forbundne trykk-kammere, mens trykkvæsken fra de med kanalene 90 og 91 forbundne trykkammere er blitt fortrengt, gjennom grenledningene 86 og 87 og ledningen 83, til sylinderens 77 trykkrom 81. Trykkammernes volum tilsvarer derunder det av slagstemplene fortrengte slagvolum.

Hvis eksempelvis roterstemplet 79 roterer videre i pilens retning på grunn av den i svinghjulet 106 magasinerte energi, blir trykkvæsken avledet fra de med til-føringskanalene 88 og 89 forbundne trykk-kammere hen til tetningselementene 96 og 98, og blir trykket tilbake til slagsylinde-ren 75. Samtidig blir, når slagstemplet 78 beveger seg nedover, trykkvæsken drevet fra sylinderen 77 til de med tilføringskana-lene 90 og 91 forbundne, nå 90° dreiede trykkammere som dannes. Etter at roterstemplet 79 har dreiet seg 90° er hele sylinderens 77 slagvolum kommet inn i disse trykkammere. Da står slagstemplet 78 i sitt nedre og slagstemplet 76 i sitt øverste dødpunkt.

Denne utførelsesform av oppfinnelsen har den fordel at væsketap, som måtte oppstå ved ufullstendig avtetning av roterstemplet, f. eks. fra slagstemplets 76 system, bare kan komme til innvirkning i slagstemplets 76 system, og omvendt. Da de to sylindre 75 og 77 er tilordnet til ett roterstempel blir lekkasjetapene for begge sylinderenheter ens, og utligner hverandre i vidtgående grad.

I tilfelle hvor det inntrer en forholdsvis sterk oppvarmning av trykkvæsken, kan sylindrene 75 og 77 eller ledningene 82 og 83 være forsynt med kjøleinnretninger.

Videre kan roterstemplet 79 og/eller roterstempelhuset 92 være utstyrt med en spesiell kjøleinnretning. I mange tilfelle kan det, for å få en samlet innretnings-konstruksjon som gir lite tap, være for-delaktig å innbygge også slagfortrengere i den roterende fortrengers hus, for å oppnå kortest mulige og dermed tapfattige forbindelsesledninger mellom slagfortren-gerne og den roterende fortrenger. Som trykkvæske velges det hensiktsmessig olje eller en annen væske som har gode smø-reegenskaper, hvor væskens komprimerbar-het, og også spesifikke vekt, bør være minst mulig, for å nedsette de resiproserende masser.

De hittil beskrevne utførelsesformer av oppfinnelsen er slike at hulrommene som dannes i spaltene, som er anordnet i roterstempelhuset eller i roterstemplet og som dannes bak tetningselementene, blir større når tetningselementene glir ut av disse spalter, og fylles med trykkvæske. Derved går det imidlertid tapt en del av det væskevolum som fortrenges av slag-stemplenes arbeidsytelse for ytelse av nyt-tearbeide, hvilket påvirker virkningsgraden i uheldig retning. Denne uheldige virk-ning unngås ved det i fig. 7, 8 og 9 viste utførelseseksempel av en innretning i henhold til oppfinnelsen.

I dette utførelseseksempel har roterstempelhuset 107 på sin innerside radiale utsparinger 108, i hver av hvilke det kan gli to tetningselementer 109, 110. Disse . tetningselementer glir imidlertid i dette tilfelle ikke i roterstemplets radiale retning, men derimot i dets aksiale retning.

Roterstemplet består av to deler 111 og 112, som ved ikke viste trekkankere er fast forbundet med hverandre, og er festet på akselen 113 ved hjelp av en passfjær 114. I roterstemplets deler 111 og 112 er det innfreset lommer, på en slik måte at den aksiale avstand av den vinkelrett på aksen stående begrensningsvegg av disse lommer fra den like overforliggende vegg til et hvert tidspunkt er den samme. De i aksial retning i roterstempelhuset 107 forskyvbart anordnede tetningselementer 109, 110 passer nøyaktig mellom de to til aksen vinkelrette begrensningsflater av de innfresede lommer. Ved en omdreining av roterstemplet 111, 112 blir tetningselementene tvunget til å gli frem og tilbake på grunn av de av lommene dannede føringer. Derunder blir tetningselementenes bevegelse ikke innledet av en fjærkraft og deretter fremkalt ved trykkvæsketrykket, men skjer bare på grunn av den form som fø-ringsbanene har, mens roterstemplet roterer. Som det fremgår av den i fig. 9 viste utfoldning av roterstemplet, blir det imidlertid også her mellom roterstempelhuset 107, roterstemplet 111, 112 og tetningselementene 109, 111 dannet trykkammere 116 i hvilke trykkvæsken fra en ikke vist slagfortrenger strømmer inn, og ut igjen etter endt arbeidsslag på grunn av at roterstemplet beveger seg videre. Derunder ér trykkammerne 116 alltid samtidig fylt med trykkvæsken fra en slagfortrenger og nabo-trykkammerne 117 med trykkvæske fra en annen slagfortrenger, hvorved det igjen oppnås at lekkasjetap utsj altes i vidtgående grad. På slik utformede roterende fortrengere kan det innvirke såvel to som også flere slagfortrengere.

Roterstempelhuset 107 er likeledes lukket med deksler 118, 119, som ved hjelp av ikke viste trekkankere er slik forbundet med dette at de tetter fullstendig ved tetningsflatene 120, 121, men imidlertid gir roterstemplet 111, 112 et tilstrekkelig løpe-spillerom. Like overfor roterstempelhuset 107 må imidlertid også roterstemplet 111, 112 selv ha et minst mulig løpespillerom med tilstrekkelig tetningsvirkning.

Mens man ved mekanisk veivdrift, men hensyn til hastighetsforløpet og akselera-sjonen av slagleddet og veivstangen er bun-det av det såkalte stangforhold, dvs. av forholdet mellom lengden av veivstangen og slaglengden av de resiproserende deler, kan man ved utførelsesformen av roterstempler og roterstempelhus innenfor visse grader vilkårlig forandre hastighets- og akselerasjonsforholdene i en innretning i henhold til den foreliggende oppfinnelse ved å gi trykkammerne eller lommene egnet form. I utførelseseksemplet ifølge fig. 7—9 underligger riktignok hastighets- og akselerasjonsforholdene en viss tvang, fordi de i roterstempelhuset 107 innfresede lommer ikke forløper etter en sinusformet kurve og fordi kurveforløpets spisser er avskåret av konstruktive grunner. Det ville imidlertid eksempelvis være mulig å gi de i roterstempelhuset 107 innfresede lommer tilnærmet form av en sinuskurve, hvis tetningssleidene 109, 110 utformes telesko-pisk, eller hvis på deres endeflater inn-satte tetningslister er anordnet forskyvbare i sin lengderetning og fjærende og ved ro-torens rotasjon trer mere eller mindre langt frem, og/eller hvis den overfor den tettende endeside liggende side tilføres trykkvæske.

Hvis det i rørledningssystemet mellom slagfortrengeren og roterstemplet er anordnet midler til uttapping av væsken, kan innretningen samtidig også benyttes som kobling. Inn- og utgående drift kan da skilles fra hverandre ved å tappe ut trykkvæsken. Ved omkobling av forbindelses-ledningene mellom parallelt arbeidende trykkammere i roterstemplet og disses slagfortrengere kan forøvrig også roterstemplets dreieretning vendes om eller dettes dreieretning bestemmes, når det skal star-tes fra en hvilken som helst stilling av innretningen.

I den i fig. 10—12 viste forbrenningsmotor glir det i sylinderen 122 og 123 stempler 124 resp. 125, som gjennom en felles stempelstang 128 er forbundet med det i sylinderen 126 glidende, dobbeltvirkende slagstempel 127. Sylindrene 122 og 123 er lukket med sylinderdeksler 129 og 130 og er forsynt med kjølekapper 131, 132. Da det er likegyldig om det i den viste forbrenningsmotor dreier seg om en firetakts- eller totaktsmotor, eller om hvorvidt motoren er ventil- eller slisstyrt, er inn- og utløps-organene ikke vist.

En ansats på sylinderen 126 danner det roterstemplet 133 opptagende roterstempelhus 134, i hvilket det radielt i forhold til drivakselen 135, på hvilken roterstemplet er festet ved hjelp av en passfjær 136, finnes fire sleideaktige tetningselementer 137, 138, 139 og 140, som glir i spalter 141, 142, 143 og 144, og som deler opp ringrommet mellom roterstemplet 133 og huset 134 i fire trykkammere 145, 146, 147 og 148, av hvilke trykkammerne 145 og 147 står i forbindelse med hverandre ved kanaler 149 og trykkammerne 146 og 148 er forbundet med hverandre ved kanaler 150. De to trykkrom 151 og 152 i sylinderen 126, som gjennom kanaler 153 resp. 154 er forbundet med trykkammerne 145 og 147 resp. 146 og 148, er avtettet ved pakningsbokser 155 resp. 156. Roterstempelhusets 134 sider er lukket ved deksler 157 og 158, som ved hjelp av ikke viste trekkankere er spent fast mot roterstempelhuset 134.

Virkemåten av denne forbrennings-motors drivverk er følgende: Når det i sylinderen 122 er foregått en forbrenning og forbrenningsgassen eksplo-derer, virker forbrenningsgassene på stemplet 124 og gjennom stempelstangen 128 på det dobbeltvirkende slagstempel 127, hvorved kraften overføres til trykkvæsken i sylindrens 126 trykkrom 152. Trykkvæsken trenger gjennom kanalen 154 inn i trykkammeret 146 og videre gjennom kanalene 150 i dekslet 158 inn i trykkammeret 148. Derved blir roterstemplet beveget i den inntegnede pils retning. Samtidig trykker roterstemplet trykkvæsken ut av trykkammerne 145 og 147 gjennom kanalene 149 i dekslet 157 og den i roterstempelhuset 134 anordnede kanal 153 inn i trykkrommet 151 i sylinderen 126, hvorved gassen i sylinderen 123 komprimeres. Hos en firetaktsmotor må det riktignok ikke ubetinget foregå en komprimering av friskluftladningen i den viste stilling, men det kan foregå en utdrivning av forbrenningsgassene og komprimeringen i denne sylinder kan deretter skje ved den neste slagbevegelse. Svinghjulet 159 tjener til å opprettholde den nødvendige jevnhet av roterbevegelsen.

Claims (2)

1. Innretning for omdannelse av en frem og tilbakegående bevegelse til en roterende bevegelse, og omvendt, hvor en med den frem- og tilbakegående maskindel samarbeidende slagfortrenger og en med den roterende maskindel forbundet, roterende fortrenger er forbundet gjennom et med frem- og tilbakestrømmende trykkvæske fylt rom og en bevegelse hos den frem- og tilbakegående slagfortrengeren er tilordnet en bevegelse av den roterende fortrenger, karakterisert ved at den av slagfortrengeren befordrede trykkvæske er delt opp i minst to delstrømmer (f. eks. 11, 12) som innvirker slik på den roterende fortrenger (18), at de trykkrefter som fra trykkvæsken innvirker i radiell retning på den roterende fortrenger (18) gjensidig opphever hverandre.

2. Innretning ifølge påstand 1, karakterisert ved at den roterende fortrenger (25) er lagret i et hus (92) i hvilket det, ved passende formgiving av den roterende fortrenger og av huset og ved anvendelse av tetningslementer (95, 96, 97, 98), som deler opp ringrommet mellom roterstemplet og huset, dannes trykkammere i hvilke det ved den roterende fortrengers rotasjon avvekslende strømmer inn og fortrenges trykkvæske, hvorunder trykkammerne som er forbundet med en slagfortrengers (76, 78) trykkrom, danner hjør-ner av en likesidet mangekant. 1 Innretning ifølge påstand 1 og 2,j karakterisert ved at tilføringsled-' ningene (88, 89, 90, 91) til trykkamrene mellom den roterende fortrenger (79) og det hus som tar opp denne, er anordnet i den maskindel (92) som tar opp tetningselementene (95, 96, 97, 98). 4. Innretning ifølge en hvilken som helst av påstandene 1—3, karakterisert ved at flere parallelt ved siden av hverandre virksomme slagfortrengere (76, 78) innvirker på en roterende fortrenger (79) (fig. 6). 5. Innretning ifølge en hvilken som helst av påstandene 1—3, karakterisert ved at en slagfortrenger står i ar-beidsforbindelse med flere roterende fortrengere. 6. Innretning ifølge en hvilken som helst av påstandene 1—3, karakterisert ved at de trykkammere (116, 117) fra hvilke den av slagfortrengeren fortrengte trykkvæske innvirker på den roterende fortrenger (111, 112, 113), er slik anordnet i forhold til hverandre i det for-trengeren omgivende hus (107, 118, 119) og er slik forbundet med slagfortrengeren, at de på den roterende fortrenger innvirkende aksiale trykkrefter gjensidig opphever hverandre (fig. 7—9). 7. Forbrenningsmotor for omdannelse av den frem- og tilbakegående stempelbe-vegelse til en roterende bevegelse, i henhold til en hvilken som helst av de foranstående påstander, karakterisert ved at to og to stempler (124, 125) i forbrenningsmotoren er forbundet med hverandre ved en stempelstang (128), på hvilken det er anordnet et i et fortrengerhus (126) dobbelt virkende slagstempel (127), fra hvilket trykkvæsken tilføres slik at trykkamrene (145, 146, 147, 148) mellom den roterende fortrenger (133) og dennes hus (134), at de radielle trykkrefter som av trykkvæsken utøves på den roterende fortrenger gjensidig opphever hverandre (fig. 10—12). 8. Forbrenningsmotor ifølge påstand 7, karakterisert ved at trykkamrene (145, 147), mellom den roterende fortrenger og dennes hus (134), i hvilke det ved den roterende fortrengers rotasjon avvekslende strømmer inn og fortrenges trykkvæske, og som påvirkes fra den fra den ene side av det dobbeltvirkende slagstempel (127) befordrede trykkvæske danner hjørnene av en likesidet mangekant, mens de trykkammere (146, 148) som påvirkes av den fra det dobbeltvirkende slagstempels (127) annen side befordrede trykkvæske, likeledes er anordnet i hjørnene av en likesidet mangekant som er forskjøvet en til antallet av trykkammere svarende vinkelstørrelse i forhold til den først nevnte mangekant (fig. 10—12). 9. Forbrenningsmotor ifølge en hvilken som helst av påstandene 7 eller 8, karakterisert ved at det for å forbinde den roterende fortrenger og drivaksel anvendes stikkoplinger, som gjør det mulig å innstille den roterende fortrenger i en hvilken som helst ønsket vinkelstilling til drivakselen. 10. Forbrenningsmotor ifølge påstand 9, karakterisert ved at drivakselen er oppdelt i flere, ved stikkoplinger innbyrdes med hverandre forbundne deler, og at på drivakslen anordnede roterende fortrengere (133) danner deler av stikkop-lingene.