DE1576890A1

DE1576890A1 - Rotationsmaschine

Info

Publication number: DE1576890A1
Application number: DE19671576890
Authority: DE
Inventors: Gilbert Van Avermaete
Original assignee: VAN AVERMAETE GILBERT
Current assignee: VAN AVERMAETE GILBERT
Priority date: 1966-11-25
Filing date: 1967-11-22
Publication date: 1970-06-18
Also published as: NL6715952A; US3521533A; FR1553001A

Description

. Patentanwälte

^DRi Stuft ^arM^ElM Stuttgart, 20. llov. 1967

Gymnasiumstr. 311 . Dr.Vf/h

T«L 0711/291133

Betr.: Patentanmeldung P 3583/2a

Anm.: Gilbert van Avermaete

20, Avenue ITothomb A r 1 ο η / Belgien

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Die Erfindung betrifft eine Rotationsmaschine, wie>Yt*brennunf■-motor, Turbine, Pumpe, Kompressor o. dgl«, die aus wenigstens einem Rotor besteht, der sich zentrisoh in einem Stator dreht.

Die bekannten Rotationsmasohinen, insbesondere die Verbrennung!*

I . motore, besitzen in den meisten lallen eine komplizierte und wenig stabile Konstruktion. Außerdem-wird die Dichtheit der Verbrennungsräume nicht in befriedigender Weise verwirklicht! was zu beträchtlichen Verminderungen des Wirkungsgrades dieser Maschinen führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, dieee Nachteile zu vermeiden und eint Rotationsmaschine bu schaffen, die ale Yarbrernmrr*am ebenso gut auoh ala Turbine', »le Koraprtisor_f %la Pumpe

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ο.dgl. verwendet werden kann, sich durch ein« sehr einfache und sehr stabile Konstruktion auszeichnet und nur eine beschränkte Anzahl bewegter Teile aufweisty&owie den Vorteil besitzt, daß Dichtungsmittel vorgesehen werden können, die einen hohen Wirkungsgrad gewährleisten.

Die Erfindung besteht darin, daß der Eotor wenigstens einen

Zylinder aufweist, dessen Achse senkrecht zur Drehachse verläuft und in dem ein Kolben angeordnet ist, der mit einem Kurbelzapfen einer Kurbelwelle verbunden ist, die in dem Stator exzentrisch zu der Drehaohse des mit einer Aussparung für die Kurbelwelle versehenen Rotors gelagert ist und den Kolben bei einer Drehbewegung des Rotors zu einer Hin- und Herbewegung veranlaßt, wodurch der Raum zwischen der Zylinderwand, der Stirnfläche des Kolbens und der inneren Wand des Stators abwechselnd ein Maximum und ein Minimum einnimmt·

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung kann der Zylinder sich über den gesamten Durchmesser des Rotors erstrecken.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Abstand der Hauptachse der Kurbelwelle zu der Drehachse des Rotots dem Abstand zwischen der Hauptachse der Kurbelwelle und degAchse des Kurbelzapfens genau entsprechen. Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführungsfor» kann der Kurbelzapfen in einer senkrecht zu der Achse des Kolbens verlaufenden Bohrung

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Angeordnet sein, die in gleichem Abstand zu den beiden Enden des Kolbens verläuft.

Weitere Einzelheiten und Besonderheiten .der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen hervor, die ohne eich darauf zu beschränken, besondere Ausführungsforaen von erfindungsgemäßen Rotationsmaschinen beinhalten.

£■ zeigent

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäß ausgestalteten Verbrennungsmotor,

Fig. 2 bis 6 ,,Schnitte durch den Verbrennungsmotor nach Fig. 1, die die verschiedenen Stellungen der einzelnen Teile zeigen,

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII dei^ig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß gestaltete Turbine entlang der Linie VIII-VIII der Pig. 9,

Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX de^ig. 8,

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Fig. 10 einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform einer Turbine ähnlich den Fig. 8 und 9,

Fig. 11 und 12 andere Ausführungsformen der Rotationsmaschine der Fig. 10 und

Fig. 13 bis 17 Anordnungen von erfindungsgemäßen fiotations*- maschinen zu Baugruppen, die aus Rotationsmaschine^ mit gleicher Arbeitsweise oder aus Rotationsmaschinen mit verschiedener Funktion gebildet sind.

Gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren bezeichnen entsprechende Elemente.

Der erfindungsgemäße, in den Fig. 1 bis 7 dargestellte Verbrennungsmotor besteht aus einem Rotor 1, der sich zentrisch in einem Stator 2 dreht. Der Stator 2>ist aus einem zylindrischen Gehäuse gebildet, dessen eine, zur Hontage des Rotors 1 offene Seite durch einen Flansch 3 verschlossen ist. Der Rotor 1 besitzt einen Zylinder 4, dessen Achse senkrecht zur Achse des Rotorqi verläuft und in dem ein Kolben 5 angeordnet .ist, der auf einem Kurbelzapfen 6 einer Kurbelwelle -7 befestigt ist, die in dem Stator 2 und dem Flansch 3 gelagert ist. Der Rotor 1 ist derart ausgespart, daß das Einbringen und die Drehbewegung der Kurbelwelle 7 möglich ist. Die Aussparung unterteilt den Zylinder 4 in zwei zylindrische Räume 8 und 9, von denen der Raum 8 als Verbrennungsraum dient, während der Raum 9 als Vor-

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verdichtungsraum bestimmt ist. Der Rotor 1 besteht aus zwei fest miteinander verbundenen Teilen 10 und 11 um die Zylinder zu bilden und besitzt zwei Leitungen 12, die die Räume 8 und 9 miteinander verbinden. Der einteilige, mit Dichtungsringen 23 versehene Kolben 5 ist dierekt auf dem Kurbelzapfen 6 montiert, der in eine Bohrung des Kolbens 5 eingreift, die den gleichen Abstand zu den beiden Enden des Kolbens 5 hat. Die Achse der Bohrung verläuft senkrecht zu der Achse des Kolbens 5_f der eine solche Länge aufweist, daß der Rand 14 des Kolbens immer noch in dem Raum 9 für die Vorverdichtung verbleibt, wenn der Kopf sich im oberen Totpunkt in dem Verbrennungsraum 8 befindet. Die Kurbelwelle 7 und der Kurbelzapfen. 6 sind in Bezug auf die Drehachse 15 dee Rotors exzentrisch angeordnet, wobei der Abstand zwischen der Hauptachse der Kurbelwelle und der Achse 15 des Rotors dem Abstand der Hauptachse 18 der Kurbelwelle 7 zu der Achse des Kurbelzapfens 6 entspricht und gleichzeitig ein Vierteil des Hubes des Kolbens 5 beträgt. Ein Ritzel 16 ist auf die Kurbelwelle 7 aufgekeilt und arbeitet mit einem Zahnkranz in der Art eines Hypircycloidengetriebes zusammen, der an dem Rotor 1 angeordnet ist. Der Teilkreisradius des Ritzels 16 entspricht der Hälfte des Teilkreisradius des Zahnkranzes 17 und entspricht außerdem dem Abstand der Achse des Kurbelzapfens 6 zu der Hauptachse 18 der Kurbelwelle 7· Der Stator 2 ist einerseits mit zwei Einlaßkanälen 19 und einem Auslaßkanal 20 versehen, an die entsprechende, nicht dargestellte Leitungen angeschlossen sind, und andererseits mit einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung 21 und einer Zündeinrichtung 22 ausgerüstet.

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— ο —

Der Kolben 5 wird zu einer Hin- und Herbewegung in den Bitumen 8 und 9 angeregt, damit die zwischen den Zylinderwänden, der Stirnfläche des Kolbens und der Innenwand des Stators gebildeten Räume abwechselnd ein Maximum oder ein Minimum einnehmen. Der Schwerpunkt des Kolbens beschreibt eine Drehbewegung um die Hauptachse 18 der Kurbelwelle 7 und der Kolben 5 eine Drehbewegung um seinen Schwerpunkt, wobei diese Drehbewegung durch die Drehbewegung des Rotors 1 um seine Achse 15 verursacht wird. Die Drehbewegung des Rotors vollzieht sich aufgrund des vorher beschriebenen Hypocycloidengetriebes mit einer Winkelgeschwindigkeit, die genau der Hälfte der Winkelgeschwindigkeit des Schwerpunktes des Kolbens um die Hauptachse 18 der Kurbelwelle 7 entspricht. Wenn gleichzeitig der Schwerpunkt des Kolbens 5 zu einer Drehbewefunf veranlaßt wird, beschreibt ein Punkt sfcf den BndenAea Kolbens 5 eine Kurve, die aus den beiden vorher erwähnten Drehbewegungen resultiert. Diese Kurve entspricht einer Kreisconchoide. Die Ortsveränderung der Achse des Kurbelzapfens 6 entspricht genau dem Teilkreisdurchmesser des Zahnkranzes 17 und dem Hub des Kolbens 5·

Der vorstehend beschriebene Verbrennungsmotor arbeitet wie

folgt: _f

Zu Beginn der Expansion (Pig. l) erreicht der Kopf 13 des Kolbens 5 den oberen Totpunkt in dem Verbrennungsraum 8. Im selben Moment beendet der Rand 14 des Kolbens 5 die Ansaugung von Luft in den Vorverdichtungsraum 9. Durch die fo^nde Expansion des

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Gasts wird der Kopf 13 des Kolbens 5 in Richtung auf seinen unteren Totpunkt gedrückt, was mit Hilfe der Kurbelwelle 7 und des Planetengetriebes sine Drehbewegung des RotoJm 1 in Richtung des Pfeiles 24 verursacht (Fig. 2). Der Rotor 1 (Fig. 3) gibt den Auslaßkanal 20 frei und die verbrennten Gase werden ausgeetoBen. Dsr Kopf 13 des Kolbens 15 öffnet die zur Spülung dienenden Mündungen 25, die über die Leitungen 12 die Räume 8 und 9 verbinden und die verdichtete Luft aus dem Vorverdichtungsraum 9 strömt in den Verbrennungsraum 8 und schiebt die Abgase in Richtung der Auslafiöffnung. LaB Ausschieben setzt sich fort (Fig. 4) und der Kopf 13 des Kolbens 5 erreicht seinen'unteren Totpunkt, wobei die Luft aus dem Ververdichtungsraum 9 vollständig in den Verbrennungsraum 8 übergeleitet worden ist. Der Kopf 13 des Kalbens 5 beginnt seinen Verdichtungshub (Fig. 5), der in dem Moment beginnt, in dem die Mündungen 25 durch den Kolben 5 verschlossen sind. Über die Kanäle 19 wird Luft in den Vorvsrdichtungsraum 9 gesaugt. Während die Verdichtung fortgesetzt wird (Fig. 6), wird der Verbrennungsraum 8 an einer Einspritzeinrichtung 21 vorbeigeführt und gelangt in den Bereich der Zündkerze 22, die die Zündung des Brennstoffluftgemisches bewirkt. Die Verbrennung setzt ein, während der Kolben 5 Luft in den Vorverdichtungsraum 9 ansaugt. Nach der Expansion beginnt der Kreislauf von vorne.

Die in den Fig. 8 und 9 dargestellte, erfindungsjpmäße Rotations- » maschine ist eine Turbine, die von einem Rotor 1 gebildet wird,

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der sich zentrisch in einem Stator 2 dreht. Der Stator 2 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse, das an seinen beiden Enden offen ist, die nach Montage des Rotors 1 durch Flansche 3 verschlossen werden. Der Rotor 1 besitzt zwei Zylinder 4 und 4¹, deren Achsen senkrecht zu der Achse 15 des Rotors 1 verlaufen. Der Rotor ist ausgespart, um das.Einbringen und die Drehbewegung der Kurbelwelle 7 zu gestatten. Diese Aussparung unterteilt die Zylinder 4 und 4¹ in zwei zylindrische Räume 26 und 27' bzw. 26· und 27'· In den um 90° gegeneinander versetzten Zylindern 4 und 4' sind Kolben 5 und 5' angeordnet, die unter Zwischenfügen von Elementen 28 auf den Kurbelzapfen 6 und 6' der Kurbelwelle 7 angebracht sind. Die Kurbelzapfen 6 und 6¹ sind ebenfalls um 90° zueinander versetzt und ihre Achse verläuft senkrecht zu den Achsen der Kolben. Die Kurbelwelle 7 ist unter Zwischenschaltung von Kugellagern 29 in den Flanschen 3 exzentrisch zu der Achse 15 des Rotors 1 angeordnet, der unter Zwischenschaltung von Kugexxagern 30 in den Flanschen 3 drehbar gelagert ist. Lie Kurbeizapien 6 und 6¹ sind gleichmäßig exzentrisch in Bezug auf die Hauptachse Io der Kurbelwelle 7 angeordnet, wobei der Abstand zwischen der Achse 15 des Rotors 1 und der Hauptachse 18 der Kurbelwelle 7 dem Abstand zwischen der Hauptachse 18 der Kurbelwelle 7 und den Achsen der Kurbelzapfen 6 und 6¹ entspricht. Der mittlere ieix 31 der Kolben 5 und 5' _t die einteilig ausgeführt sind, ist in vorteilhafter Weise derart ausgespart, daß der Abstand zwischen den Achsen der Kolben 5 und 5' geringer ist als der Durchmesser der Zylinder 4 und 4*. Ler Stator 2 besitzt einen Einlad ~*λ und einen Auslaß 33» die diametral einander gegen-

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überliegen und deren Achsen in gleichem Abstand zu den Achsen der Räume 26 und 27 und 26' und 27' angeordnet ist. Der Einlaß 32 und der Auslaß 33 stehen mit entsprechenden Kanälen 34 und 35 in Verbindung, die in dem Stator 2 angeordnet sind und sich gleichmäßig zum Einlaß und zum Auslaß hin erstrecken. Der Abstand zwischen den beiden benachbarten Enden der beiden Kanäle 34 und 35 entspricht wenigstens dem Durchmesser der Zylinder 4 und 4'. Die zwischen den Kanälen 34 und 35 verbliebenen Teile 36 und 37 gewähren die Dichtheit zwischen dem Einlaß und dem Auslaß. Um die Dichtheit der Maschine und damit einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen, sind auf den Kolben ebenso zwischen dem Rotor 1 und den Flanschen 3 Dichtungsringe 38 vorgesehen.

Die Turbine arbeitet folgendermaßen;

Die unter Druck stehende Flüssigkeit wird über den Einlaß 32 in den Kanal 34 eingeführt und verteilt sich dort. Da die Zylinder 4 und 4' um 90° gegeneinander vasetzt sind, befindet sich beim ■ Start der Turbine wenigstens einer der Räume 26, 26·, 27 in dem Bereich des Kanales 34. Beispielsweise kann beim Start, wie in Fig. 8 dargestellt ist, die Achse des Kolbens 5' in der horizontalen Ebene der Achsen des Einlasses 32 und des Auslasses 33 liegen und der zweite Kolben 5 kann den Vorsprüngen 36 und des Stators 2 gegenüberliegen. Der Kolben 5' befindet sich dabei auf seinem halben Kolbenhub, da der Rotor ein Vierteli seiner Umdrehung von dem oberen Totpunkt des Kolbens zurückgelegt hat. Der Druck wirkt auf den Kopf 39 des Kolbens 5¹ und bewirkt die ·

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Drehbewegung der Kurbelwelle 7 in Richtung des Pfeiles 41* und der Kolben 5, der gleichzeitig von der Kurbelwelle 7 mitbewegt wird, verläßt seine Totpunktlage in der Weise, daß der Raum 26 mit dem Kanal 34 verbunden wird. Der Kopf 40 des Kolbena 5 wird somit dem Druck der Flüssigkeit ausgesetzt, die über den Kanal 34 zugeführt wird. Die Köpfe 39 und 40 der Kolben 5 und 5* sind somit dem Druck der Flüssigkeit ausgesetzt. Unter Einwirkung dieses Druckes bewegt sich die Kurbelwelle durch die Kraft der Kolben. Der Kopf 39 des Kolbens 5¹ liegt dem Vorsprung 37 genau gegenüber, wenn er seinen unteren Totpunkt erreicht hat. Der Raum .26 enthält dann Flüssigkeit unter Druck. Der Kopf 40 des Kolbens 5 liegt dann mit seiner Achse inner horizontalen Ebene und befindet sich auf halbem Weg. Nach Passieren des Vorsprunges 37 strömt die Flüssigkeit aus dem Raum 26* unter der Schubwirkung des Kopfes 39 des Kolbens 5' über den Kanal 35 aus und der Raum 27' wird mit dem Kanal 34 verbunden. Der Kreislauf ist beendet, wenn der Kolben 5 wieder genau vor den Vorsprüngen 36 und 37 liegt.

Die in den Fig. 8 und 9 dargestellte Rotationsmaschine kann wohlverstanden nach Anpassung der Vorsprünge 36 und 37 auch als Kompressor oder als Pumpe Verwendung' finden. In diesem Fall wird die Kurbelwelle 7 durch einen Motor angetrieben.

Die in Fig. 10 gezeigte erfindungsgemäße Rotationsmaschine stellt eine Variante der Turbine nach den Fig. 8 und 9 dar. Sie enthält einen Rotor 1, der sich in einem Stator 2 zentrisch dreht, und

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einen Einlaß 32 und einen Auslaß 33» die sich diametral gegen überliegen und in dem Stator angeordnet sind. Ebenso sind Kanäle 34 und 35 vorgesehen, die sich gleichmäßig beidseitig von dem Einlaß 32 und dem Auslaß 33 erstrecken und die von Yorsprüngen 36 und 37 begrenzt werden, die wenigstens dem Durchmesser des in dem Rotor*1 angeordneten Zylinders 4 entsprechen. Dabei sind ' drei Zylinder 4 vorgesehen, die gegeneinander um je 120° ver setzt und mit doppelt wirkenden Kolben 5 versehen sind, die auf Kurbelzapfen 6 der Kurbelwelle 7 angeordnet sind. Die Kurbel zapfen 6 sind ebenfalls um 120° gegeneinander versetzt und ihre Achsen verlaufen senkrecht zu den aus zwei Teilen hergestellten Kolben. Der Rotor ist ausgespart, um das Einbringen uncidie Bewegung der Kurbelwelle 7 zu ermöglichen, die in dem Stator gelagert ist. D\e Kurbelwelle ist exzentrisch bezüglich der Achse des Rotors und die Kurbelzapfen sind exzentrisch bezüglich der Hauptachse der Kurbelwelle angeordnet. Der Abstand der Achse des Rotors von der Hauptachse der Kurbelwelle entspricht dem Abstand zwischen der Hauptachse der Kurbelwelle und den Achsen der Kurbelzapfen.

Der mittlere Teil 42 der Kolben ist derart ausgebildet und auf den Kurbelzapfen der Kurbelwelle aufgebracht, daß die Köpfe der Kolben in eine gemeinsame, senkrecht zur Achse des Rotors verlaufende Ebene zu liegen kommen. Da die Turbine sechs gegeneinander um 60° versetzte Räume aufweist, stehen bei jeder beliebigen isage des Rotors i immer wenigstens zwei Räume mit dem

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Kanal 34· in Verbindung. D&r vollständige Kreislauf der Turbine erfolgt bei einer Umdrehung dss Rotors in Richtung des Pfeiles 43, während dabei die Kolben eine Hin- und Herbewegung vollbringen und die Kurbelwelle zwei Umdrehungen durchführt.

Wie in Fig. 10 dargestellt ist, entsprechen die zur Dichtung dienenden Vorsprünge im wesentlichen dem Durchmesser degiylinder 4 und müssen in dem Moment den Einlaß oder Auslaß öffnen oder schließen, in dem die Kolben in ihrem oberen Totpunkt und in ihrem unteren Totpunkt den Bereich der Vorsprünge passieren. In der Praxis erreicht der Wirkungsgrad der Turbine oder des Motors mit derartigen Vorsprüngen kein Maximum. Umdie Funktion und den Wirkungsgrad der Maschine zu verbessern, verändert man die Schließstellung der Vorsprünge, was zum Ziel hat, die Winkelvoreilungen oder -Verzögerungen beim Öffnen oder Schließen des Einlasses und des Auslasses zu bestimmen.

Bei einer Anordnung der Vorsprünge entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 öffnet der zum Verschließen des Auslasses und zum Öffnen des Einlasses dienende Vorsprung 36 den Einlaß vor dem oberen Totpunkt (Voreilung der Öffnung des Auslasses). Auf diese Weise wird der Druck der Flüssigkeit unmittelbar auf dem Kopf des Kolbens 44 spürbar, sobald er seine Abwärtsbewegung beginnt. In derselben Weise arbeitet der Vorsprung 37, der zum Verschließen des Einlasses und zum Öffnen des Auslasses dient. Wie in Fig. 11 dargestellt, schließt der Vorsprung 37 den Ein-

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laß etwa 70° vor dem unteren Totpunkt des ICoITdens (Voreilung des Schließens des Einlasses). In diesem Bereich von 70° nimmt der Kurbelzapfen des Kolbens seine für eine mechanische Kraftübertragung mit gutem Wirkungsgrad ungünstige Stellung ein und in dem entsprechenden, schon geschlossenen Zylinder setzt die unter dem Druck vor dem Verschließen des Zylinders eingebrachte Flüssigkeit ihre Entspannung über etwa ein Viertel des Kolbenweges bis au dem unteren. Totpunkt forto Da am Ende der Entspannung noch ein wesentlicher Druck in dem Zylinder herrscht,· wenn er mit dem Auslaß in Verbindung gelangt, wenn der entsprechende Kolben in^einem unteren Totpunkt ist, muß der Kolben, der seine relative Steigbewe/;ung beginnt, den Gegendruck der Flüssigkeit überwinden. Demgegenüber ist, wie in. Fig. 11 dargestellt, der Druck der Flüssigkeit schon gefallen, wenn die Verbindung das Z-ylin.l.i.vs mit den Auslaß 35 kurz vor dem unteren 'Jotpunkt erfolgt, so daß das Ansteigen des Kolbens ohne Gegen-druck erfolgt (Voreilen des üffnens des Auslasses). Der Vorsprung 36 ist außerdem derart angeordnet, daß er eine leichte Voreilung der dcliließung des Auslasses ermöglicht.

Die in Fig_o 12 dargestellte Rotationsmaschine ist :oir eine Verwendung als Kompressor bestimi.it. Der Einlaß 32 und der Auslaß 33 sind deshalb gegeneinander versetzt, wobei der Auslaß versetzt ist, um in der liähe des oberen Totpunktes der Kolben su liegen. Zusätzlich ist der Vorsprung 37 bis zu dem Auslaß verlängert, ^o daß die Flüssigkeit verdichtet und nicht vor dem Bereich des Auslasses frel^ebon worden Izmin. Dor Vor sprung 36 entsi/richt gcvvai dem Oiiroluuössör der .'.'/liiiner.

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In den Fig. 13 bis 17 sind einige Baugruppen beispielsweise ■ dargestellt, die mit Hilfe von erfindungsgemäßen Rotationsmaschi- nen hergestellt sind.

13 zeigt einen zweistufigen Kompressor, während Fig. 14 und 15 einerseits zwei gemeinsam parallel versorgte Turbinen zeigen, deren Kurbelwellen fluchten und fest verbunden sind und andererseits eine zweistufige Turbine. Fig. 16 zeigt einen Kompressor, der die luft komprimiert, die in einen Verbrennungsraum 46 geschickt wird, von dem aus sie eine Gasturbine 47 versorgt. Der Kompressor und die Turbine haben eine gemeinsame Kurbelwelle. Die Fig. 17 zeigt einen mit einem Hotor 49 verbundenen Kompressor 48, der den Motor mit komprimierter Luft versorgt. Der Kompressor und der Ilotor haben eine gemeinsame Kurbelwelle.

Es nuß beachtet werden, daß die Erfindung keineswegs auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist und daß sehr viele änderungen-angebracht werden können, ohne deshalb den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu veranlassen.

Insbesondere können bei einem weiteren Ausführungsbeispiel zwei Rotoren vorgesehen werden, die wenigstens einen Zylinder besitzen und in dem gleichen Stator angeordnet sind. Die Zylinder der Rotoren sind dabei gegeneinander versetzt und der Stator besitzt soviel Ein- und Auslässe, wie Rotoren vorhanden sind. Die Kurbelwelle ist für die Rotoren gemeinsam und besitzt so viele Kurbelzapfen, wie Kolben vorgesehen sind. Die Kurbelzapfen sind in der

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Weise gegeneinander versetzt wie die Zylinder. Um die Rotoren voneinander zu trennen, ist eine Wand vorgesehen, die gleichseitig als Lager für die Kurbelwelle dient.

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Claims

Patentansprüche

1. Rotationsmaschine wie Motor, Turbine, Pumpe, Kompressor o· dgl., die aus wenigstens einem Rotor besteht, der sich zentrisch in einem Stator dreht, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (1) wenigstens einen Zylinder (4) aufweist, dessen Achse senkrecht zur Drehachse (15) des Rotors verläuft und in den ein Kolben (5) angeordnet ist, der mit einem Kurbelzapfen (6) einer Kurbelwelle (7) verbunden ist, die in dem Stator (2) exzentrisch zu der Drehachse des mit einer Aussparung für die Kurbelwelle versehenen Rotors gelagert ist und den KoI-b'en bei einer Drehbewegung des Rotors zu einer Hin- und Herbewegung veranlaßt, woduroh der Raum (8) zwischen der Zylinderwand, der Stirnfläche des Kolbens und der inneren Wand des Stators abwechselnd ein Maximum und ein Minimum einnimmt.

2. Rotationsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß der Zylinder (4) sich über den gesamten Durchmesser des Rotors (1) erstreckt.

3. Rotationsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenneeich-. net, daß der Abstand der Hauptachse (18) der Kurbelwelle (7) ^><f zu der Drehachse (15) des Rotors (1) dem Abstand zwischen der Hauptachse (18) der Kurbelwelle und der Achse dee Kur-

. beizapfens (β) entspricht.

4''

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4. Rotationsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 31 dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbelzapfen (6) in

• einer senkrecht zu der Achse des Kolbens (5) verlaufenden Bohrung angeordnet -ist, die in--gleichem Abstand zu den beiden Enden des Kolbens verläuft.

5. Rotationsmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennζdehnet, daß wenigstens ein Ritzel (16) auf der Kurbelwelle (7) aufgekeilt ist, das in der Art eines Planetengetriebes mit einem Zahnkranz (17) zusammenwirkt und dessen Teilkreisradius genau dem halben T_eilkreisradius des Zahnkranzes und genau dem Abstand der Achse des Kurbelzapfens (6) von der Hauptachse (1S) der Kurbelwelle entspricht.

β ο Rotationsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 . bis 5, die als Verbrennungsmotor ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (2) wenigstens eine Einlaßöffnung (19) für Luft und wenigstens eine Auslaßöffnung (20) für Abgase aufweist, die in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Rotors (1) mit dem Zylinder (4) in Y_erbindung stehen, zunindest wenn der Raum (3, 9) zwischen der Zylinderwand", dem Kolben (5) und der inneren liand des Stators genau sein llö,::inum aufweist, und daß eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (21) und eine Zündeinrichtung (22) an dem Stator vorgesehen und derart angeordnet ist, daß sie in den Zylinder münden, wenn der Raum (8) genau sein I-Iinimum erreicht hat, und daß . die Uia- und Auo laß öffnung on (19, :_0), die Kraftstoffein-

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spritzeinrichtung und die Zündeinrichtung im Umdrehungssinn des Rotors aufeinanderfolgend angeordnet sind, und daß wenigstens eine Leitung (12) in dem Rotor vorgesehen ist, die derart an den Enden des Zylinders mündet, daß die Mündungen (25) wenigstens teilweise gleichzeitig durch den Korben geöffnet werden können, um eiVe Spülung mit komprimierter Frisohluft zu gestatten.

7. Rotationsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 "bis 5, die als Turbine, Kompressor, Pumpe ο. dgl. ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (2) einen Ein- und einen Auslaß (32, 33) aufweist.

8. Rotationsmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (32)" und der Auslaß (35) sich diametral gegenüberliegen und mit in dem Stator (2) angeordneten Kanälen (34, 35) verbunden sind, die sich gleichmäßig auf beiden S_eiten des Ein- und des Auslasses (32, 33)' erstrecken und deren benachbarte Enden auf. eine Entfernung voneinander getrennt sind, die wenigstens dem Durchmesser des Zylinders

(4) entspricht.

9. Rotationsmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, t daß der Ein- und der Auslaß (32, 33) nicht fluchtend angeordnet sind und in je einen Kanal münden, deren Länge ungleich ist, und daß der kleinste Abstand der die benachbarten Enden der Kanäle trennt, wenigstens dem Durchmesser des Zylinders (4) entspricht.

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10» Rotationsmaschine naoh einem oder mehreren der Ansprüche 1 bii 9ι dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Zylinder (♦» 4·) gleichen Durchmessers in dem Rotor (1) vorgesehen Bind» deren Achsen senkrecht zu der Achse des Rotors verlaufen und in denen je tin KoIten (5, 5^f) angeordnet ist und die fegeneinender, «. B. um 90° versetzt sind, wobei jeder Kolben auf einen entsprechenden Kurbelzapfen (6, 6<) der exeentrieoh gu der Achse des Rotors in dem Stator (2) gelagerten Kurbelwelle (7) angeordnet ist, wobei die beiden

' gegeneinander um 90° versetzten Kurbelzapfen exzentrisch zu der Hauptachse (18) der Kurbelwelle angeordnet sind und der Abstand der Aohse des Rotors von der Hauptachse der Kurbelwelle dem Abstand der Kurbelwellenzapfen von der Hauptachse der Kurbelwelle entspricht.

11· Rotationsmaschine naoh Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dal der Bittlere, Mit der Kurbelwelle «usamraenarbeitende Seil des Kolben (5» 5¹) derart ausgespart ist, daß der Abstand der Achsen der Kolben kleiner als der Durchmesser der Zylinder ist.

12· Eotationsmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mittleren !eile (42) der Kolben (5) derart auf den Kurbelsapfen (6) der Kurbelwelle (7) angeordnet sind, daß die Achsen der Kolbenenden in der gleichen Ebene senkrecht sur Achse des Rotors (1) zu liegen kommen.

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15« rotationsmaschine iiacii einem oder mehreren der Ansprüche 1 tis 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei mit wenigstens eines Zylinder versehene Rotoren in dem gleichen Stator angeordnet sind und daß der Stator mit Ein- und Auslässen entsprechend der Anzahl der Zylinder versehen ist, wobei die für die Rotoren gemeinsame Kurbelwelle entsprechend der Anzahl der Kolben mit Kurbelzapfen versehen ist, ' die in der gleichen Art wie die' Zylinder gegeneinander versetzt sind, und daß der Stator mit einer die Rotoren trennenden Wand versehen ist, die gleichzeitig als Lager für die Kurbelwelle dient.

14. Rotationsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Statoren vorgesehen sind, in denen je ein Rotor angeordnet ist, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, die Statoren derart anzuordnen und zu fixieren, daß die Kurbelwellen miteinander fluchten und/oder miteinander gekuppelt sind.

15. Rotationsmaschine nach Anspruoh 14» dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder der in den Statoren drehenden Eotoren gegeneinander versetzt sind.

16. Rotationsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zylinder (4) aue zwei fluchtenden und an ihren Enden offenen Eineelzylindern · besteht, zwischen denen sich die Kurbelwelle (7) dreht und

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deren länge wenigstens dem Hub des Kolbens (5) entspricht, der der Entfernung entspricht, die dio von der Kurbelwelle (7) am weitesten entfernte Oberfläche des Kolbens (5) von dem am nächsten an die Kurbelwelle (7) Kommenden unteren Hand eines auf dem Kolben (5) befestigten Dichtungsringes trennt.

17. Rotationsmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dai3 der Kolben (5) aus swei !'eilen besteht, die jeweils einem der Einselsylinder sugeordnet und an einem entsprechenden Kurbelzapfen (6) der Kurbelwelle (7) gemeinsam gelagert sind.

YC, !Rotationsmaschine nach ein am oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17» dadurch gekennzeichnet, .daß dar Stator [2) aus einem zylindrischen, an beiden i-:;aen durch flansch- (;) verschlossenen G-ghäuse besteh:", welche die in Inigel'lagei; (29) laufende Kurbelweile (?) aueaehrsn md einen King ausweisen_s ir. denen der Rotor (1) -inter "wieege:-...?a...altimg von Kugellagern (30) drehbar vQla"*er"'"■■ is?.

19t- Hotation-nascnine nach ein·-.:?· oder mehreren, den .Lns-^UoIie 1 bis IS₄ dai'.'rr-K •::3l..;-:ni'i"i^>i."ⁱhn-3t, äcS einerseits ■zvrl.zc'.-.i^yi den Kolben (3) und den Zylindern (4), in reichen sie sic-h bewegen, und ancierorseits cwiaclien üen Rotor (^ή.; vmcl den Innenflächen des stators (2) Dichtungsdlemente (2", JS) vorgesehäii ;aind,

..lotatioii^naaohine nach einen oder η ehr or on. cleiv Anspi-uohe I bis '·■.,: ",-:;du::o"e. ;;e;:enni;eiennet, daß der Si-e^ce '.-:, mit. L'änälen Z'.'c: dio Zir"..:ultitioii ei:.or i

009825/0355

ORIGIN*«

21. Rotationsmaschine nach einen oder mehreren der Ansprüche 1

bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rctationsmasehinen gleicher Wirkungsweise zu einer Baugruppe zusammengefaßt sind,

22. Rotationsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, daduroh gekennzeichnet, daß zwei Rotationsmaschinen (45, 47) unterschiedlicher Wirkungsweise zu einer Baugruppe zusammengefaßt sind.

00S825/0355

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