DE1135011B

DE1135011B - Rotary piston machine with a cylindrical housing

Info

Publication number: DE1135011B
Application number: DEV20748A
Authority: DE
Inventors: Ludger Volpert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1961-06-03
Filing date: 1961-06-03
Publication date: 1962-08-23

Description

Drehkolbenmaschine mit einem zylindrischen Gehäuse Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine mit einem zylindrischen Gehäuse, in dem ein am Umfang mit Flügeln versehener Läufer achsparallel und exzentrisch gelagert ist, wobei Gehäuse und Läufer sich mit gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen und an jedem im Gehäuse und im Läufer schwenkbar gelagerten Flügel ein eine Flügelbewegung zwischen dem Gehäuse und dem Läufer zulassendes Zwischengelenk vorgesehen ist nach Patentanmeldung V 20 003 1 a / 14 b.Rotary piston machine with a cylindrical housing The invention relates to a rotary piston machine with a cylindrical housing in which one on the circumference with Rotor provided with wings is mounted axially parallel and eccentrically, with the housing and runners rotate at the same angular velocity and at each in the housing and in the rotor pivotally mounted wing a wing movement between the Housing and the runner permitting intermediate joint is provided according to patent application V 20 003 1 a / 14 b.

In Weiterbildung der Drehkolbenmaschine nach der Hauptpatentanmeldung besteht das erfinderische Neue darin, daß das Zwischengelenk je an einem am Umfang des Gehäuses vorgesehenen kreiszylindrischen Körper angeordnet und das im Läufer geführte Ende jedes Flügels in einem die Welle, um die der Läufer exzentrisch gelagert ist, umschließenden Gleitring gelenkig gelagert ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Exzenterwelle mehr Platz bietet zur Unterbringung von Gaszuleitungen, überströmkanälen, Getrieben, und anderen Bauelementen, was eine gedrungene Bauweise ermöglicht. Andererseits ist die Schwungradwirkung der zylindrischen Körper am Umfang des Gehäuses größer und bedeutet daher eine Gewichtsersparnis. In Weiterbildung der Erfindung sind mindestens zwei Flügelpaare vorgesehen, die, bezogen auf die Läuferachse, spiegelbildlich zueinander angeordnet sind, so daß in den Totpunktlagen der Exzenterwelle symmetrische Arbeitsräume entstehen. Jedes Flügelpaar bildet mit dem Gehäuse, dem exzentrisch gelagerten Ring und den Seitenwänden einen Arbeitsraum, während je ein Flügel des Flügelpaares mit einem Flügel des benachbarten Flügelpaares sowie den aus Gehäuse, dem exzentrischen Ring und den Seitenwänden bestehenden Begrenzungen einen Arbeitsraum bildet, der vom ersteren in seiner Gestalt zwar verschieden, in den beiden Totpunkten aber auch symmetrisch ist. Durch die Wahl verschiedener Winkel bezüglich der Verteilung der zylindrischen Körper über den Umfang des Gehäuses und der Flügelenden über den Umfang des Exzenterringes kann das Volumenverhältnis zweier benachbarter Arbeitsräume weitgehend verändert werden, so daß mit dieser einfachen Maßnahme der Maschine die Eigenschaft eines zweistufigen Kompressors, eines Ottomotors, eines Dieselmotors oder eines Höhenmotors gegeben werden kann.In a further development of the rotary piston machine according to the main patent application The inventive novelty consists in the fact that the intermediate joint is each one on the circumference of the housing provided circular cylindrical body and arranged in the rotor guided end of each wing in a shaft around which the rotor is eccentrically mounted is, enclosing slip ring is articulated. This arrangement has the advantage that the eccentric shaft offers more space to accommodate gas supply lines, overflow channels, Gears, and other components, which enables a compact design. on the other hand the flywheel effect of the cylindrical bodies on the circumference of the housing is greater and therefore means a weight saving. In a further development of the invention are at least two pairs of wings are provided, which are mirror images of one another, based on the rotor axis are arranged so that symmetrical working spaces in the dead center positions of the eccentric shaft develop. Each pair of wings forms with the housing, the eccentrically mounted ring and the side walls a work space, while each one wing of the wing pair with one wing of the neighboring wing pair and that of the housing, the eccentric one Ring and the side walls existing boundaries forms a work space that it differs from the former in its shape, but also in the two dead points is symmetrical. By choosing different angles regarding the distribution of the cylindrical body over the circumference of the housing and the wing tips over the circumference of the eccentric ring can largely reduce the volume ratio of two adjacent working spaces can be changed, so that with this simple measure of the machine the property a two-stage compressor, a gasoline engine, a diesel engine or a Altitude motor can be given.

Bei der praktischen Ausführung der Maschine ist man nicht auf die Benutzung von Ventilen angewiesen, da alle Arbeitsmittelsteuerungen über Einlaß-, Auslaß- und überströmkanäle erfolgen können, die vom Exzenterring in Zusammenarbeit mit der Exzenterachse gesteuert werden. Eine weitere Vereinfachung der Konstruktion besteht darin, daß nennenswerte freie Kräfte nicht -auftreten. Als Steuerorgane können auch die am Umfang des Gehäuses angebrachten kreiszylindrischen Körper benutzt werden.In the practical execution of the machine one is not on the Instructed to use valves, since all work equipment controls via inlet, Outlet and overflow channels can be made by the eccentric ring in cooperation can be controlled with the eccentric axis. Another simplification of the construction consists in the fact that significant free forces do not occur. As tax organs The circular cylindrical bodies attached to the circumference of the housing can also be used will.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die Ausführung der Neuerung in Anlehnung an den Gegenstand des Hauptpatents, wie sie als Pumpe vorteilhaft zu verwenden ist, Fig. 2 und 3 das Schema einer Drehkolben-Brennkraftmaschine.In the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown, namely Fig. 1 shows the implementation of the innovation based on the subject of the main patent, as it is to be used advantageously as a pump, Fig. 2 and 3 das Scheme of a rotary piston internal combustion engine.

In Fig. 1 ist das Maschinengehäuse mit 1 bezeichnet. Es rotiert um die feststehende Achse 2. Auf der Achse 2 ist der Exzenter 3 befestigt. Dieser trägt einen Gleitring 4, der mit Lagern für die Flügel 5 versehen ist. Das andere Ende der Flügel s ist in den zylindrischen Körpern 6 drehbar gelagert, die ihrerseits um die Achsen 7 schwingen können. Das Gehäuse 1 und der Gleitring 4 rotieren mit gleicher Winkelgeschwindigkeit um die Achsen 2 bzw. 3. Die Kinematik der dreigelenkigen Flügel sowie die Formänderungen, welche die Arbeitsräume 12 während einer Umdrehung durchlaufen, gehen aus der Darstellung der Fig. 1 hervor. Die Öffnungen 8 in Fig. 1 sind ein Beispiel dafür, wie die Relativbewegung der zylindrischen Körper 6 zum Gehäuse 1 als Steuerorgan für die Arbeitsmittel ausgenutzt werden kann. Gegebenenfalls können die zylindrischen Körper 6 mit Kanälen versehen werden, um Steuerfunktionen über eine ganze Drehung zu übernehmen. Die ganze Maschine ist mit einem Schutzgehäuse 9 umgeben, an dem die Sockel 10 angebracht sind. Die Zwischenräume 11 dienen zur Unterbringung von Zündkerzen, Kühlrippen, Gebläse und Umlenkschaufeln und weiteren Zubehörteilen, die an der Maschine zu befestigen sind und deren Bewegung mitmachen.The machine housing is denoted by 1 in FIG. 1. It rotates around the fixed axis 2. The eccentric 3 is attached to the axis 2. This one carries a sliding ring 4 which is provided with bearings for the wings 5. The other end the wing s is rotatably mounted in the cylindrical body 6, which in turn can swing around the axes 7. The housing 1 and the sliding ring 4 rotate with it same angular velocity around axes 2 and 3. The kinematics of the three-jointed Wing and the changes in shape that the working spaces 12 during one revolution run through, can be seen from the illustration of FIG. The openings 8 in Fig. 1 are an example of how the relative movement of the cylindrical body 6 to the Housing 1 can be used as a control element for the work equipment. Possibly the cylindrical body 6 can be provided with channels for control functions to take over an entire rotation. The whole machine is with a protective housing 9 surrounded, on which the base 10 are attached. The spaces 11 are used for Accommodation of spark plugs, Cooling fins, fans and turning vanes and other accessories to be attached to the machine and their movement participate.

In Fig. 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel für die Paarung zweier Flügel und ihre spiegelbildliche Anordnung gegeben. Das Flügelpaar 5 a zeigt die Stellung im oberen Totpunkt, das Flügelpaar 5 b im unteren Totpunkt des Exzenters. Die zugehörigen Arbeitsräume haben dabei ihr kleinstes bzw. größtes Volumen. In Fig. 3 sind die sich drehenden Teile um 90° versetzt gezeigt, so daß jetzt die Nachbararbeitsräume ihre obere und untere Totpunktlage einnehmen. Ein Vergleich der Fig. 2 und 3 zeigt, daß die von den Paaren 5 a und 5 b begrenzten Arbeitsräume 12a kleiner sind als die von je einem Flügel von 5a und 5 b begrenzten Arbeitsräume 12 a b. Diese Verschiedenheit wird erreicht durch die Anordnung der Flügellager im Gleitring 4 bei verschiedenen Winkeln a und ß. Außerdem kann das Volumen der Arbeitsräume durch die Wahl der Teilkreisanordnung der zylindrischen Körper 6 im Gehäuse 1 beeinflußt werden. Im Fall des Ausführungsbeispiels der Fig. 2 und 3 sind die Arbeitsräume 12a Brennkammern, die Arbeitsräume 12 a b arbeiten dagegen als Ladepumpen. Die Frischluft wird durch die Achse 2, einen Luftkanal im Exzenter 3 und einen Steuerschlitz in Gleitring 4 dem jeweils sich vergrößernden Arbeitsraum 12 a b zugeführt. Von hier aus gelangt die Frischluft, nachdem sie vorverdichtet ist, durch einen Überleitkanal in den nachfolgenden Brennraum 12a. Nach Einleitung der Verbrennung im oberen Totpunkt und nachfolgender Ausdehnung bis zum unteren Totpunkt hat die Brennkammer 12a einen Arbeitstakt nach dem Zweitaktverfahren ausgeführt und erhält bei der nächsten halben Umdrehung eine neue Frischluftladung zugeführt, welche in bekannter Weise den Rest der verbrannten Gase aus der Brennkammer entfernt. In Fig. 2 erfolgt in der kleinen Brennkammer 12a Zündung. Die sich vergrößernde Kammer 12 a b saugt Frischluft oder Gasgemisch an. Die große Brennkammer 12a hat ihre Expansion gerade beendet. Die sich verkleinernde Ladekammer 12 a b verdichtet Frischluft oder Gemisch vor.In Fig. 2 and 3 an embodiment for the pairing of two wings and their mirror-image arrangement is given. The pair of wings 5 a shows the position in the top dead center, the pair of wings 5 b in the bottom dead center of the eccentric. The associated work spaces have their smallest or largest volume. In Fig. 3, the rotating parts are shown offset by 90 °, so that now the neighboring work rooms are in their upper and lower dead center. A comparison of Figs. 2 and 3 shows that of the pairs 5 a and 5 b limited working spaces 12a are smaller than the b defined by a respective wing 5a of working chambers 12 and 5 a b. This difference is achieved by arranging the wing bearings in the sliding ring 4 at different angles α and β. In addition, the volume of the working spaces can be influenced by the choice of the pitch circle arrangement of the cylindrical bodies 6 in the housing 1. In the case of the embodiment of Fig. 2 and 3 are the working chambers 12a combustion chambers, the working chambers 12, however, operate from a charge pump. The fresh air is fed through the axis 2, an air duct in the eccentric 3 and a control slot in the sliding ring 4 to the respectively expanding work space 12. From here, the fresh air, after it has been pre-compressed, reaches the subsequent combustion chamber 12a through a transfer duct. After initiation of the combustion at top dead center and subsequent expansion to bottom dead center, the combustion chamber 12a has executed a working cycle according to the two-cycle process and receives a new charge of fresh air with the next half revolution, which removes the rest of the burned gases from the combustion chamber in a known manner. In Fig. 2, ignition takes place in the small combustion chamber 12a. The expanding chamber 12 sucks in fresh air or gas mixture. The large combustion chamber 12a has just finished expanding. The decreasing loading chamber 12 from compresses fresh air or mixture.

In der um 90° fortgeschrittenen Darstellung der Fig. 3 befindet sich die Brennkammer 12a, die sich vergrößert, mitten in ihrem Arbeitstakt. Die große Ladekammer 12 a b hat ihren Ansaugtakt beendet. Die Brennkammer 12a, die sich verkleinert, steht über dem überströmkanal mit der kleinsten Ladekammer 12 a b in Verbindung und erhält von dort die vorkomprimierte Frischluftladung. Bei weiterer Drehung gelangt die frisch geladene Brennkammer 12a wieder zum oberen Totpunkt, um dort einen neuen Arbeitstakt einzuleiten. Um die Zeichnung übersichtlich zu halten, wurde auf Einzeldarstellungen der aus der Praxis genügend bekannten Zünd-, Vergaser-, Einspritz- und Belüftungseinrichtungen verzichtet.In the representation of FIG. 3 advanced by 90 °, the combustion chamber 12a, which is enlarged, is in the middle of its work cycle. The large loading chamber 12 has ended its intake stroke. The combustion chamber 12 a which shrinks, is above the overflow channel with the smallest load chamber 12 from associated and obtains from there the pre-compressed fresh air charge. With further rotation, the freshly charged combustion chamber 12a comes back to top dead center in order to initiate a new work cycle there. In order to keep the drawing clear, individual representations of the ignition, carburetor, injection and ventilation devices that are sufficiently well known from practice have been dispensed with.

Es besteht natürlich die Möglichkeit, den hier beschriebenen Zweitaktmotor im Viertaktverfahren arbeiten zu lassen. Dies setzt Arbeitskammern gleicher Form voraus, wie sie in Fig. 1 schematisch dargestellt sind. Hierbei ist aber für jeden Gaswechsel ein ganzer Takt erforderlich, was eine Komplizierung der Maschinenkonstruktion durch Ventile bedeutet, die mit halber Frequenz der Maschinendrehzahl arbeiten müssen.There is of course the option of using the two-stroke engine described here to let work in the four-stroke process. This sets working chambers of the same shape ahead, as shown in Fig. 1 schematically. But this is for everyone Gas change requires a full cycle, which complicates the machine design by valves means that have to work at half the frequency of the machine speed.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Rotary piston machine with a cylindrical housing, in which a rotor provided with wings on the circumference is axially parallel and eccentric is mounted, the housing and rotor rotating at the same angular speed and a wing movement on each wing pivotably mounted in the housing and in the rotor between the housing and the runner permitting intermediate joint is provided according to Patent application V 20 0031a / 14b, characterized in that the intermediate joint each on a circular cylindrical body (6) provided on the circumference of the housing (1) arranged and the end of each wing (5) guided in the rotor in a shaft (3), around which the runner is eccentrically mounted, enclosing sliding ring (4) articulated is stored.

2. Rotary piston machine according to claim 1, characterized by at least two pairs of blades, which, in relation to the rotor axis, are arranged in mirror image to one another are.

3. Rotary piston machine according to claim 1 and 2, characterized in that the circular cylindrical body (6) over the circumference of the housing (1) and the wing joints over the circumference of the sliding ring (4) are unevenly distributed.

4. Rotary piston machine according to claims 1 to 3, characterized in that the circular cylindrical Body (6) serve as control organs for the work equipment.