DE1601823A1

DE1601823A1 - Drehkolbenmaschine

Info

Publication number: DE1601823A1
Application number: DE19681601823
Authority: DE
Inventors: Rene Linder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-12-07
Filing date: 1968-02-22
Publication date: 1970-12-17
Also published as: GB1219991A; US3474954A; IL29766A; CH470579A; NL6817485A; BE712398A; ES354784A1; IL29766A0; LU55720A1

Description

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Rene Linder, La Chaux-da-Fonds (Schweiz)

Drehkolbenmaschine

Die vorliegende Erfindung hat eine Drehkolbenmaschine zum Gegenstand, welche mindestens einen im Innern einer dichten Hülle drehenden Rotor aufweist, der als länglicher Körper ausgebildet ist, dessen abgerundete Enden Segmente von Zylindern darstellen und dessen Zentrum so angeordnet ist_? dass der Rotor durch eine Welle angetrieben wird oder diese Welle welche ihn senkrecht zur Rotationsebene der Maschine durchdringt, antreibt, wobei die Hülle durch mindestens einen Zylinder gebildet ist, der durch lüangenteile verschlossen ist und in welchem drei Kammern mit einem Durchmesser, der gleich demjenigen der Rotorenden ist geschnitten sind, welche Kammsrn auf einem Kreisbogen gegenüber dem Zentrum um 120° zueinander versetzt angeordnet sind.

In allen bekannten Maschinen dieser Art, haben die Konstrukteure keine Lösung gefunden um einen unveränderlichen Wert zwischen der Rotationsaxe des Kolbens oder des Rotors und der Maschinenaxe, d.h. der Zwischenaxen, welche dia beiden Hauptzentren teilen, zu erhalten. Sie haben versucht;, diese Aufgabe durch Erfahrungsmethoden zu lösen,

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ORIGINAL INSPECTED

indem u.a. auf dem Zylinder bewegliche Trennkufen für die Kammern angeordnet luurden, oder indem die Form der abgerundeten Enden des Rotors abgeändert wurde, oder durch exzentrische Anordnung eines Angrifftriebes auf der Antriebswelle. Alle diese Lösungen haben sich als unrationell in der Herstellung unbefriedigend im erhaltenen Resultat erwiesen.

Die vorliegende Erfindung bezweckt diese Nachteile zu beheben. Die erfindungsgemasse maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Kammern durch drei Rollen voneinander getrennt sind, wobei mindestens zwei Rollen immer mit den abgerundeten Enden des Rotors in Kontakt sind,während die dritte Rolle immer mit dem mittelteil des Rotors in Kontakt ist, welcher Teil die Enden des Rotors miteinander v/erbindet und dessen Umfang durch die Tangentenpunkte begrenzt ist, derart, dass die Dichtheit zwischen den drei Rollen und dem Umfang des Rotors gewährleistet ist, wodurch drei voneinander isolierte Kammern gebildet sind mit einem Volumen, das je nach Lage des Rotors, der das Ansaugen und Verdichten in den genannten Kammern bewirkt, sich ändert, und dass das symmetrische Zentrum der Hülle und dasjenige des Rotors um den Betrag jb voneinander entfernt sind, welcher Abstand während der gesamten Drehung des Rotors dessen Zentrum immer im gleichen Abstand vom Zentrum der maschine liegt, unverändert bleibt und dass der Abstand _a der das Zentrum der Hülle von den Rollenzentren trennt, gleich 5e + 3e· ^3 ist, dass der totale Abstand, welcher die Zentren von den segmentförmigen Enden der Rotorzylinder trennt, welche Zentren auf der grossen Axe des Rotors und in gleichen Abständen von dem Rotorzentrum angeordnet sind, gleich 2e + 2 Δe ist,

wobei Δβ gleich . _§ ist und dass die Länge der genannten grossen

cos 300 - ³ .

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Axe des Rotors gleich 2R + 2 Ae + 2e und seine Breite gleich 2R + 2 Aß - 2e ist, wobei R der Radius der segmentförmigen Enden der Rotorzylinder ist und gleich a - (^e + s) ist, wobei _s der Radius der Rollen ist.

Die beiliegende Zeichnung zeigt schematisch eine Ausführungsform der Drehkolbenmaschine gemäss der Erfindung.

Die Fig. 1 ist eine geometrische Darstellung der Bewegung beim Verdichten (ausgezogene Linien) und bei der 'Ansaugbewegung (gestrichelte Linien);

Fig. 2 zeigt die aufeinanderfolgenden Verschiebungen der Hülse von 45° zu 45° und die entsprechenden Verschiebungen des Rotors oder des Kolbens;
Fig. 3 ist ein Querschnitt der maschine, im vorliegenden Fall

eines motors;
Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung nach der Linie IV - IV der Fig. 3;

Fig. 5 ist eine Schnittdarstellung nach der Linie V-V der Fig.3; Fig. 6 ist eine Schnittdarstellung nach der Linie VI - VI der

Fig. 3, und die Fig. 6a und 6b zeigen Schnittdarstellungen nach den Linien A-A bzw. B-B in der Fig. 6; Fig. 7 ist eine Schnittdarstellung nach der Linie VII - VII der

Fig. 3;
Fig. 8 ist eine Schnittdarstellung nach der Linie VIII - VIII der Fig. 3.

Die geometrische Bewegung soll nun anhand der Fig. 1 erläutert werden. In dieser Figur stellen dar:

0 = symmetrisches Zentrum der Bewegung, und des Zylinders. G = symmetrisches Zentrum des Kolbens.

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ABC = Zentren der Rollen, welche die Kammern miteinander verbinden. Sie bilden die Spitzen eines gleichseitigen Dreiecks.

ITl N = Zentren der segmentförmigen Enden der Kolbenzylinder.

ΙΪ1 D E = Zentren der im Innern des Zylinders geschnittenen Kammern und Spitzen eines gekrümmten Dreiecks, der den durch IYl und N zurückgelegten Weg während der Kolbenbetuegung darstellt.

R ' = Radius der Enden des Kolbens.

S = Radius der die Kammern trennenden Rollen.

e = OG" = Abstand der Axen, welche die beiden Hauptzentren der Bewegung trennen.

a = ÖÄ = OB = OC = 5e + 3e·

HL = e+ije = e+ 22. .

Tf = IMttellinie quer durch den Kolben = 2R + 2 Δβ - 2e.

TT¹ = UU* = Tangentenpunkte und Umfang des zentralen Kolbenteils, der seine abgerundeten Enden verbindet.

Damit der Abstand zwischen den Axen während des Betriebes der Maschine unverändert bleibt, sind drei unveränderbare Grossen der Konstruktion gegeben, nämlich:

1. Der Wert des Abstandes der Axen e

2. Der Wert von a, der die Rollenzentren bestimmt.

3. Die Abstände GTJ und GÜi, welche die Abstände der Axen der Kolben konstrüktion bilden.

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Um die Kontrolle der Bewegung zu erleichtern, die eine schnelle Herstellung eines Konstruktionsprojektes erlaubt, ist ein Verhältnis einerseits zwischen e und 4e und andererseits zwischen e und a erforderlich. Das Gleichgewicht dieser Bewegung hat gezeigt, dass das durch IKlBS (wobei IYl das Zentrum eines Kolbenendes ist) gebildete Dreieck gleich dem Dreieck N-,ΑΝ¹ ist, wobei N, das Zentrum des gegenüberliegenden Endes des Kolbens ist, nach Verschiebung desselben um

Da NjN¹ bestimmt werden kann, gibt die folgende Gleichung

den Wert υοη a in Bezug zu e an:

e+ 2e

N₁N¹ = SBI = ^B+ ^s + B^JLÄ =

¹ 2 2

M = 2e + 4e = 2e + 2e .

DS = -f- ,

wobei: „
Ze

a = 2 I SL-Jf + Sl La + 2e + ^S t β + ^l + e· V3* + -^ + 4e =

= ₂(°* "^ ₊ Β» V?_{+ 28 +} 2β\ _{β +} 2e \ 2 2 f37 V^

5e + _§£ + θ· ΐ/?= 5β + ^6&· ^₊ e· V?= 5e + 3β

e = 1

Δβ = 2e _ 2 _ X^i_{547 θ}

V3^ 1,73205 ========

a = 5e + 3e· fö= 5 + 3· 1,73205 = 5 + 5,19615 = 10,19615 e

Eine Drehbewegung des Kolbens um 360° zersetzt sich in 12 aufeinanderfolgenden Bewegungen um je 30°, die gleich und umkehrbar sind

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und abwechselnd den Kolben in die l/erdichtungslage und in die Ansauglage bringen, also die einzelnen Kammern des Zylinders abwechselnd besetzen oder freigeben. Diese Vorgänge folgen sich in der Drehrichtung des Kolbens. Während der Bewegung das Kolbens, sind die abgerundeten Enden desselben, die von T zu U und won U¹ zu T¹ reichen, immer in Kontakt mit mindestens zuiei Rollen, dessen Zentren mit A, B oder C bezeichnet sind. Die Zentren IfI und N der Kolbenenden beschreiben einen von A, B oder C gleich weit entfernten Weg, der durch das gekrümmte Dreieck IYlDE dargestellt ist. Die dritte Rolle ist in Kontakt mit dem einen oder, anderen Zentrumsteil des Kolbens TT¹ und UU¹· Die Beuiegungslinien können Punkt für Punkt berechnet werden, indem von der Höhe der Dreiecke ausgegangen wird die nacheinander durch die Verschiebung um 30° des Kolbens gebildet werden, wie in der Fig. 1 durch das Dreieck KICN, dessen Basis ffllV nach ΙΪΙ,Ν, bewegt und dessen unveränderbare Länge gleich 2e + 2 Δβ ist· Da die Bewegung umkehrbar ist, genügt diese Rechnung und trifft für die andere Hälfte auch zu. Die Kontrolle der Lage der Zentren der abgerundeten Enden des Kolbens in Bezug zum Zentrum dar Rollen entspricht den folgenden Gleichungen:

Für die Stellung "Verdichtung" hat man folgende Gleichung:

(Sf^S) ² ₊ Γ(-|_) - (2a₊ Ab)J ² = a - Δ

Für die Stellung "Ansaugen" hat man folgende Gleichung:

² ♦ A-a-)«β/²'=

/Je)J

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Andererseits verschiebt sich, während einer Verschiebung um 30° des Kolbens, das Zentrum G desselben zu G*, indem ein von 0 um 60° im Abstand liegender Meg beschrieben wird. Das Zentrum das Kolbens verschiebt sich also mit einer Winkelgeschwindigkeit, die doppelt so gross ist wie die Winkelgeschwindigkeit des Kolbens, jedoch im umgekehrten Sinne. Jede Lage des Verschobenen Zentrums G muss mit den folgenden Gleichungen übereinstimmen: in der Höhe : cos·iß· d + cos· (ß* c + sin· C^b = a*3

in der Breite : cos· ψ· b + sin* c/. c - sin· C^d= ^a* f^

Dar Abstand, zwischen dem Zentrum G des Kolbens und dem symmetrischen Zentrum der Bewegung und des Zylinders 0 entspricht der folgenden Gleichung, in jeder Lage des Kolbens:

i / YS

(cos- Ö>. d + ^cos'/· ^c - a) + (cos· <f· b + sin» /■ c _ a« YS) _{= e}

Diese Kontrollen stellen den Nachweis der präzisen Bewegung dar, wobei das Zentrum G immer im gleichen Abstand zum symmetrischen Zentrum 0 bleibt, während der Umfang des Kolbens immer in Kontakt mit den Rollen ist, deren Zentren mit A B und C bezeichnet sind.

Wenn gemäss Fig. 1 G¹ auf G gebracht werden soll, muss der Zylinder um 60° im Uhrzeigersinn gedreht werden, also in dem Bewegungssinn des Kolbens. Dieser Vorgang erhöht die Verschiebung des Kolbens um 60 im Uhrzeigersinn, ohne dass hierfür seine Lage im Innern der Zylinderkammern verändert werden muss. Ifian erhält somit eine Drehbewegung von total 90° des Kolbens in Bezug zur Drehbewegung von 60° des Zylinders, alle beide im gleichen Drehsinn, wodurch eine Winkelgeschwindigkeit Cu für den Zylinder und eine solche von 3 w -

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Kolben erhalten wird, wie dies aus der Fig. 2 ersichtlich ist, wo die Zentren 0 und G fest sind, wodurch die Drehbewegung des Zylinders dem Kolben eine Drehung auf einer festen Axe erlaubt, wodurch eine mögliche, vom Kolben herrührende Unwucht verhindert wird· Diese Unwucht müsste dann mittels Drehung um das Zentrum 0 beseitigt werden wie dies in Fig. 1 dargestellt ist wo das Zentrum fest ist.

Aus der Fig. 2, Lage 1 ist ersichtlich, dass die Kammer I am Ende der Verdichtungsbewegung ist, um dann in die Lage 5 am Ende des Ansaugevorgangs zu kommen, wobei der Zylinder eine Drehbewegung von 180° und der Kolben eine solche von 270° ausführt, wobei festzustellen ist, dass:

a) der Ansaugevorgang für jede Kammer bei 0° beginnt und bei 180 endet,

b) -. der Verdichtungsvorgang für jede Kammer bei 180° beginnt und

bei 360° endet,

c) bei jeder Umdrehung des Zylinders sich drei .Ansaugvorgänge und drei Verdichtungsvorgänge ergeben, wobei jeder dieser Vorgänge abwechselnd um 60° versetzt ist.

In der Fig. 3 ist eine Rlotorgruppe dargestellt, die aus zwei Zylindern 1 und 2 welche, durch eine Wange 3 miteinander verbunden sind, gebildet ist, und zwei weitere Illangen 4 und 5 aufweist, wobei das Ganze zwei drehbare, miteinander verbundene Hüllen bildet, die im Zentrum ein Loch aufweisen, und auf der Axe O mittels zwei Nadellagern gelagert sind. Die Lager sind auf Stützen 11, die Teil der lilotorbasis 12 bilden, angeordnet. Eine mittels zwei Kugellagern 8 gehaltene Welle 7 durchdringt diese Hüllen und dreht sich auf der Äxe G, wobei zwei drehbare Kolben 9, die im Innern der Hüllen sich bewegen, mitge-

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nommen uierden. Die Axe G ist dabei in einem Abstand e von der Axe 0 angeordnet.

Die Fig. 4 stellt im Schnitt nach der Linie IV .- IU der Figur 3, den Zylinder 1 dar, in dessen Inneren der auf der Welle 7 befestigte, drehbare Kolben 9 arbeitet und auf der Axe G dreht um abwechselnd in oder aus den drei Kammern 20 zu treten, die kreisförmig, dem Zentrum gegenüberliegend, angeordnet sind, wobei sie untereinander einen Abstand von 120° aufweisen und mittels drei Rollen 10, deren U/ellen in den Wangen 3 und 4 (Fig. 3) gelagert sind, getrennt werden. Die Zentren dieser Rollen lö sind um 120° voneinander getrennt und weisen vom Zentrum 0 des Zylinders einen Abstand auf, der gleich 5e + 3e· J/ 3~* ist. Der mit dem Kolben 9 in Kontakt stehende Teil dieser Rollen weist Segmente auf und ist immer in Kontakt mit dem Umfang des Kolbens und liegt im Abstand von dem ihm gegenüberliegenden Kammerboden, welcher Abstand praktisch gleich der Länge des Kolbens ist. In der sich am Boden des Zylinders befindende Illange 4 sind drei Oeffnungen 22 gebohrt, um den Eintritt des Luft-Brennstoffgemisches zu gestatten, welches in diesem Zylinder verdichtet wird.

Die Fig. 5 zeigt, im Schnitt nach der Linie V - V der Fig. 3 den von der Wange 5 umgebenen Zylinder 2. Die Lage des Zylinders ist um 30° im Uhrzeigersinn gegenüber dem Zylinder 1 versetzt angeordnet, und der Kolben 9 um 45° gegenüber dem anderen Kolben, derart, dass der genannte Kolben sich bereits in der absteigenden Phase befindet und einen solchen Raum im Innern der Kammer, die er vor der Drehbewegung des Zylinders um 30° voll ausfüllte, freilässt, dass die verdichteten Gase beim Oeffnen des Ventils 24 (Fig. 6), das mit Kanälen und Oeffnungen 23 in Verbindung steht und sich bei einer

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Drehung der Hüllen um 30° oder 40° öffnet, bevor der Kolben 9 des Zylinders 1 seinen oberen Totpunkt erreicht, um sich im oberen Totpunkt des genannten Kolbens zu schliessen, entweichen können. Kurz vor der Schliessung des Ventils 24, gibt die Kerze 25, welche im Vorbeigehen einen Kontakt 14 streift, einen Funken ab, der das Gas zündet, wobei der Druckanstieg, erzeugt durch die Verbrennung, die Antriebsphase des motors bestimmt, und zwar vor Erreichung des Auspuffes, der sich in der letzten Phase befindet, und durch in der Wange vorgesehene Qeffnungen 22 gebildet ist, welche Oeffnungen im gegebenen Zeitpunkt mit dem Auspuff fluchten.

Die Fig. 6 stellt im Schnitt nach der Linie VI - VI der Fig. 3 die Illange 3 dar. Drei drehbare Ventile 24, welche mittels Bronzeringen in zwei Segmenten 26 gehalten sind, schliessen oder geben die Kanäle 23, welche die beiden Zylinder (Fig. 6a) verbinden, frei. Während der Drehbewegung der Zylinder, berühren die Ventile, deren Enden die Form eines "Malteserkreuzes¹¹ (Fig. 6b) haben, einen Doppelanschlag 13 (Fig. 3), und drehen bei jedem Anschlag um eine Viertelsdrehung, wodurch der Durchgang der Kanäle 23 geöffnet oder geschlossen wird. Gehärtete Stahlsegmente 15 die unter Federdruck 16 (Fig. 3) stehen, sind in Wangen 3 angeordnet, und gewährleisten die seitliche Dichtheit der Bewegung.

Die Figur 7 zeigt, im Schnitt nach der Linie VII - VII der Fig.3, die innere Seite*des Gestelles 11, das den !Rotor abstützt und in welchem der Ansaugekollektor *27 ausgeschnitten ist, an dessen Eingang der Vergaser angebracht wird. Eine Wange 28 aus selbstschmierenden und hitzebeständigen Kunststoff ist im Innern des Gestelles angeordnet und durch Federn (nicht dargestellt) abgestützt· Diese Wange, in welcher die Kollektoröffnung ausgeschnitten ist, gewährleistet die Dichtheit

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zwischen dem genannten 'Gestell und der Wange 4 des Rio tors. Der Kollektor ist auf eine Länge von annähernd 180° ausgeschnitten, was der Ansaugezeit entspricht·

Die Fig. 8 zeigt, im Schnitt nach der Linie VIII - VIII der Figur 3, die innere Seite des Gestelles 11, das den ITIotor abstützt und in welchem der Auspuffkollektor 29 mit dem Ausgang 19 (Fig. 3} ausgeschnitten ist, wo der Auspufftopf befestigt wird. Wie in der Fig. 7 dargestellt, ist eine Wange 30, die mit der Wange 28 identisch iet, im Gestell 11 angeordnet. Der Kollektor ist ebenfalls auf eine Länge von etwa 180° ausgeschnitten die ebenfalls der Auspuffzeit entspricht.

In einer nicht dargestellten AusfUhrungsform, können drehbare Tragsegmente vorgesehen sein, die um die Rollen 10 angeordnet und auf deren Axen zentriert sind. Andere, durch Federn angedrückte, Segmente gewährleisten die Dichtheit zwischen den Rollen 10 und dem drehbaren Kolben 9 und erleichtern das Haften des OeIfilms an diesen Stellen, wie dies mittels der üblichen Segmente eines gewöhnlichen (Tlotors erreicht wird.

Im vorstehend beschriebenen (flotor kann der Kompressor-Zylinder eine grössere Dicke als diejenige des Zylinder-ITIotors 2 aufweisen, derart dass eine höhere Verdichtung ermcht werden kann. Andererseits hat man die Möglichkeit, schwenkbare Tragsegmente anzuordnen, die durch die Verschiebung selber des Kolbens 9 gesteuert werden. Diese Tragsegmente gestatten eine vorzügliche Haftung des Oelfilms auf den Rollen, wodurch die Dichtheit zwischen den Kammern des Kompressor-Zylinder 1 verbessert werden kann. Diese Ausführungsform kann dann -Berücksichtigung finden, wenn kleine Verluste sich zwischen den Kammern

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ergeben können. Wenn jedoch, wie vorgesehen, die Dicke des Kompressor-Zylinders grosser ist als diejenige des Zylinder-Motors, können diese Verluste leicht ausgeglichen werden, lüas den Zylinder-IKlotor 2 betrifft, ist nicht erforderlich, ihn mit Tragsegmenten zu versehen, im Hinblick auf die in den beiden anliegenden Kammern, im Zeitpunkt des Eintrittes der verdichteten Gase in der dritten Kammer, herrschenden Gegendrucke. Gegenüber den üblichen zur Verwendung gelangenden Motoren, weist der beschriebene Motor folgende Vorteile auf:

a) Abschaffung der Kurbelwelle und der Pleuelstangen und dadurch Ausmerzung jeglicher Unwuchten, da jede der beiden sich in Bewegung befindlichen massen (Zylinder und Kolben) drehbar ist und auf ihrer eigenen Axe dreht.

b) Abschaffung der Exzenterwellen, der Verteilerorgane und jeder Hin- und Herbewegung.

c) Kleinere Raumbeanspruchung.

d) um 50 % erhöhte Geschwindigkeit der Motor-Antriebswelle.

e) Abschaffung des U/indflügeis, da die sich in Bewegung befindlichen massen genügen.

f) Abschaffung des Kühlersystems. Die auf den Zylindern vorgesehenen Flügel wirken als Ventilator. Uienn ein Kielholen des Tunnel-Motors vorgesehen ist,, wird ein starker Luftzug erzeugt.

g) Vereinfachung des Zündsystems durch Abschaffung des Verteilers und der Zündkerzenkabeln.

Die Geometrie der beschriebenen Bewegung kann zur Konstruktion einer Menge anderer Maschinen Verwendung finden, u.a. Geschwindigkeitsregler, hydraulische Bremsen, Hochdruckpumpen, hydraulische Motoren zum Steuern von Werkzeugmaschinen, thermische Motoren, Kompressoren für

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Luft oder beliebige Gase, Vakuumpumpen und Kunststoffpumpen für die chemische Industrie, letztere können mit unter Druck stehenden Flüssigkeiten oder Gase benutzt werden, oder für den Transport derselben. Versuche, welche den aus diesen Maschinen tretenden Fluss prüften, haben einen Fluss von aussergewöhnlicher Regularität ergeben. Dies ist ein wichtiger Vorteil um Erschütterungen und ihre Nachteile zu v/erhindern.

Aus den in Bezug auf die Figuren 1 und 2 gegehenen Ausführungen, welche die Geometrie der Bewegung erläutern und aus den Figuren 3 bis 8, welche eine praktische flusführungsform des Motors zeigen, geht heruor, dass mit Ausnahme der Basis oder des Gestells des llilotors, die Maschine zwei wesentliche Teile aufweist, welche zwei unterschiedliche Massen aufweisen, nämlich einerseits die Hülle oder die Gesamtanordnung der Hüllen und andererseits der oder die Rotoren.

3ede dieser Hilassen hat seine eigene Axe welche das Zentrum eines perfekten Gleichgewichtes fvv jede dieser Massen darstellt. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache können zwei Gruppen von Maschinen (a und b) entwickelt werden, die sich, lediglich durch die Anzahl der verwendeten drehbaren Massen unterscheiden und die umkehrbar sind: a) lediglich der Rotor ist in Bewegung während die Hülle unbeweglich

Während asiner Bewegung, wird der Rotor entweder durch ein Zahnrad angetrieben, das auf der Antriebswelle angebracht ist, welches Rad mit einem innen verzahnten Zahnkranz, der im Zentrum des Rotors angeordnet ist, eingreift, oder durch einen Exzenter, der auf der genannten Welle befestigt, ist und im Zentrum eines Nadellagers angeordnet ist, welches seinerseits im Zentrum das Rotors vorgesehen ist. Bei diesen beiden

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BAD ÜfiiöüNAL

Konstruktionen dreht sich das Zentrum des Rotors bei dessen Drehung um das Zentrum der Hülle, welche das Zentrum der maschine ist, jedoch im umgekehrten Drehsinn zu demjenigen des Rotors und verschiebt sich mit doppelter Winkelgeschwindigkeit zu derjenigen des Rotors. Dadurch ergibt sich eine Unwucht, bewirkt durch die um das Zentrum der maschine drehende masse des Rotors. Die Unwucht nimmt mit der Erhöhung Drehgeschwindigkeit des Rotors und des Gewichts desselben zu. Diese Unwucht kann jedoch leicht kompensiert werden, indem maschinen mit zwei oder mehreren Hüllen, die miteinander v/erbunden sind, konstruiert werden. Diese Hüllen müssen jedoch so angeordnet sein, dass die entsprechenden Rotorzentren gleichmässig um das Zentrum der maschine verteilt sind, um die Bewegung ins Gleichgewicht bringen zu können.

Die Grundlage aller Rechnungen, welche sich auf die Konstruktion einer solchen maschine beziehen, ist der liiert des Abstandes zwischen den Axen, welche die beiden Hauptzentren der Bewegung trennen, nämlich das Zentrum der Hülle und das Zentrum des Rotors. Dieser liiert ist und bleibt unveränderlich in allen aufeinanderfolgenden Lagen, die der Rotor im Innern der Hülle einnimmt. Andererseits ist jede Kammer an der Aussenseite mit einer Zufuhrleitung und mit einer Abfuhrleitung verbunden, wobei das Oeffnen und Schliessen dieser Leitungen durch Ventile oder Stöpsel bekannter Konstruktion gesteuert wird, b) Die beiden massen sind drehbar angeordnet und drehen auf ihrer eigenen Axe, welche fest und in Bezug auf die andere in einem Abstand angeordnet ist, der gleich demjenigen des gewählten Abstandes zwischen den Axen ist. Die genannten massen werden durch die Wände eines Gehäuses oder durch Stützen einer Basisplatte getragen.

Der Rotor treibt oder wird durch die Hülle mittels der drei Rollen

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angetrieben, welche im Innern der genannten Hülle angeordnet sind. Die Winkelgeschwindigkeit des Rotors ist gleich der Summe der Winkelgeschwindigkeit der Hülle plus die Hälfte derselben. Durch die unterschiedliche Winkelgeschwindigkeit, verschieben sich die bewegten Blassen gleichzeitig um 180° für die Hülle und um 270° für den Rotor und während dieser Zeit v/erschiebt sich jede Kammer um 1Θ0 , was der Verschiebebeuiegung jeder Kammer entspricht um von der Verdichtungsphase in die Ansaugphase, oder umgekehrt zu gelangen. Dies erlaubt die Beseitigung der Ventile und deren Ersetzung durch Oeffnungen, da die Summe der Ansaugezeit und der Verdichtungszeit gleich einer vollen Umdrehung der Hülle ist. Dies ermöglicht eine gleichmässige Unterteilung der Gehäuse bzw. der entsprechenden Oeffnungen der Hülle.

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Claims

1. Drehkolbenmaschine «it mindestens einem im Innern einer dichten Hülle sich drehenden Rotor, der als länglicher Körper ausgebildet ist, dessen abgerundete Enden Segmente von Zylindern darstellen und dessen Zentrum so angeordnet ist, dass der Rotor durch eine Welle angetrieben wird oder diese UJelle,· welche ihn senkrecht zur Rotationsebene der Maschine durchdringt, antreibt, wobei die Hülle durch mindestens einen Zylinder gebildet ist, der durch U/angenteile verschlossen ist und in welchem drei Kammern mit einem Durchmesser, der gleich demjenigen der Rotorenden ist, geschnitten sind, welche Kammern auf einem Kreisbogen, gegenüber dem Zentrum um 120 zueinander versetzt, angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Kammern (I,II,III) durch drei Rollen (10) voneinander getrennt sind, wobei mindestens zwei Rollen immer mit den abgerundeten Enden des Rotors (9) in Kontakt sind, während die dritte Rolle immer mit dem mittelteil des Rotors in Kontakt ist, welcher Teil die Enden des Rotors miteinander verbindet und dessen Umfang durch die Tangentenpunkte (T, T¹ und U,U¹) begrenzt ist, derart, dass die Dichtheit zwischen den drei Rollen und dem Umfang des Rotors gewährleistet ist, wodurch drei voneinander isolierte Kammern gebildet sind, mit einem Volumen, das je nach Lage des Rotors (9), der das Ansaugen und Verdichten in den genannten Kammern bewirkt, sich ändert, und dass das symmetrische Zentrum (0) der Hülle und das symmetrische Zentrum (G) des Rotors (9) um den Betrag e voneinander entfernt sind, welcher Abstand während der gesamten Drehung des Rotors, dessen Zentrum (G) immer im gleichen Abstand vom Zentrum (0) der Maschine liegt, unveränderbar bleibt, und

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dass der Abstand a, der das Zentrum (θ) der Hülle von den Rollenzentren (A, B, C) trennt, gleich 5e + 3e· \fö ist, dass der totale Abstand, welcher die Zentren (Wl, N) der segmentförmigen Enden der Rotorzylinder trennt, weiche Zentren auf der grossen Axe des Rotors (9) und in gleichen Abständen von dem Rotorzentrum (G) angeordnet

sind gleich 2e + 2/Je ist, wobei /Je gleich S ist und dass die

cos 30° Länge der genannten grossen Rotoraxe gleich 2R + 2As + 2e und seine Breite gleich 2R + 2 /^s - 2e ist, wobei R der Radius der segmentförmigen Enden der Rotorzylinder ist und gleich a - (Δ& + s) ist, wobei s der Radius der Rollen (IO) ist.

2. faschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentren der drei drehbaren Rollen (IO) die Spitzen eines gleichseitigen Dreiecks (A,B,C) bilden, wobei das symmetrische Zentrum dieses Dreiecks mit dem Zentrum (θ) der Hülle übereinstimmt.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der flbstapd zwischen dem Zentrum (G) des Rotors und dem Zentrumfo)der Hülle der Gleichung

(cos ψ d + ^cos/· ^c - a) ■ + (cos (P.h + airvyft c _ a« iff) _{= 8} J 2 " ' ^y2 2 ₌₌₌

entspricht, wobei für jede Lage des Rotors c gleich 2e + 2/le ist.

4. faschine nach Anspruch 1, bei der lediglich der Rotor in Bewegung ist, während die Hülle, unbeweglich bleibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor durch ein Zahnrad angetrieben ist, welches auf der Antriebswelle, die durch das Zentrum der Hülle geht und in einem innen verzahnten Zahnkranz.im Innern des Rotors liegt, befestigt ist. . .

5. Maschine nach dem Anspruch 1, bei der lediglich der Rotor in Bewegung ist, während die Hülle unbeweglich bleibt, dadurch gekenn*.

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zeichnet, dass ein Exzenter auf der Antriebswelle befestigt ist, welche durch das Zentrum der Hülle geht und im Zentrum eines Nadellagers, das im Zentrum des Rotors angeordnet ist, vorgesehen ist.

6. Maschine nach dem Anspruch 1, bei welcher der Rotor und die Hülle zwei Itiassen bilden, die um ihre eigenen Axen drehbar sind, die in einem Abstand e voneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelgeschwindigkeit des Rotors gleich der Summe der Winkelgeschwindigkeit der Hülle plus die Hälfte derselben ist.

7. maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden beweglichen massen sich gleichzeitig bewegen, wobei der Rotor sich um 270° und die Hülle um 180° drehen, währenddem jede Kammer sich um 180° verschiebt.

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