DE488069C - Rotary piston machine - Google Patents

Description

Drehkolbenmaschine Gegenstand der Erfindung ist eine Drehkolbenmaschine mit sichelförmigem Arbeitsraum. Das wesentliche Kennzeichen der Erfindung besteht in der Wahl einer solchen Kolbenform, daß die Summenverdrängung für zwei beliebige, um i8o ° (oder drei beliebige, um je i2o ° usf.) gegeneinander versetzte Kolbenstellungen einen gleichbleibenden Wert hat. Hierdurch ist die Möglichkeit geboten, durch die an sich bekannte Anordnung einer entsprechenden Anzahl (z. B. zwei, drei usf.) gegeneinander um die gleichen Winkel (z. B. i8o °, i2o ° usf.) versetzter Einzelkolben eine gleichbleibende Förderung zu erzielen.Rotary piston machine The invention relates to a rotary piston machine with sickle-shaped workspace. The essential characteristic of the invention is in the choice of such a piston shape that the total displacement for any two Piston positions offset from one another by i8o ° (or any three piston positions, each by i2o ° etc.) has a constant value. This makes it possible to use the known arrangement of a corresponding number (e.g. two, three, etc.) against each other Single piston displaced by the same angle (e.g. 80 °, 120 °, etc.) a constant Achieve promotion.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt.In the drawing, an embodiment according to the invention is shown.

Die Abb. i und 2 der Zeichnung sind Schaubilder zur Erläuterung der Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes. Die Abb. 3 zeigt eine Ausführung einer einfachen Drehkolbenmaschine nach der Erfindung im Querschnitt, und Abb. q. stellt einen Längsschnitt durch eine Drehkolbenmaschine mit Doppelkolben dar.Figs. I and 2 of the drawing are diagrams for explaining the Mode of operation of the subject matter of the invention. Fig. 3 shows an embodiment of a simple rotary piston machine according to the invention in cross section, and Fig. q. represents represents a longitudinal section through a rotary piston machine with double pistons.

Soll beim einfachen Kolben einer Drehkolbenmaschine die Summenförderung für je zwei beliebige, um 18o 'gegeneinander versetzte Stellungen einen gleichbleibenden Wert haben, so muß die geometrische Darstellung der bei einer halben Umdrehung geförderten Flüssigkeitsmenge (die Winkeldrehung als Abszisse und augenblicklich geförderte Flüssigkeitsmenge als Ordinate) eine zweiachsig schiefsymmetrische Schaulinie (Abb. i) ergeben, bei welcher zum Unterschied von Leistungskurven der bisher bekannten Drehkolbenmaschinen gemäß Abb. i schiefe Symmetrie sowohl in bezug auf die mittlere Ordinate (go °) als auch auf die mittlere Abszisse besteht, d. h. ein jeweils zu einer Asthälfte symmetrisch gedachter Kurvenzweig ist symmetrisch zur anderen Asthälfte.If, in the case of a simple piston of a rotary piston machine, the total delivery is to have a constant value for any two positions offset by 18o 'from one another, the geometric representation of the amount of liquid delivered during half a revolution (the angular rotation as the abscissa and the instantaneously delivered amount of liquid as the ordinate) must be biaxial Skewed symmetrical viewing line (Fig. i) result in which, in contrast to the performance curves of the previously known rotary piston machines according to Fig exists, ie a curve branch that is imagined to be symmetrical to one branch half is symmetrical to the other branch half.

Die Gestalt der Kurve ist außer der beschriebenen Symmetriebedingung gleichgültig. Es gibt daher unendlich viele Kolbenformen, die der gestellten Bedingung entsprechen. Es kann die Form des dem Kurventeil III oder IV entsprechenden -Kolbenquadranten und des anschließenden symmetrischen Teiles willkürlich gewählt werden. Die Bestimmung der Form des übrigen Kolbenteiles erfolgt sodann auf rechnerischem Wege punktweise nach dem in Abb. 2 dargestellten Vorgang. In der Zeichnung ist i das Gehäuse, 2 der Kolben und 3 der Widerlagerschieber, der außen in das Gehäuse hineinragt. Der um die Achse 6 drehbare Kolben 2 ist indem einer Vierteldrehung entsprechenden Teile III zwischen 7 und 8 bzw. dem dazu symmetrischen Teil III' zwischen 7' und 8' kreisförmig und schließt im Punkte 7 an die Gehäusewand dichtend an.The shape of the curve is beyond the described symmetry condition indifferent. There are therefore an infinite number of piston shapes that meet the given condition correspond. It can take the form of the piston quadrant corresponding to curve part III or IV and the subsequent symmetrical part can be chosen arbitrarily. The determination the shape of the rest of the piston part is then calculated point by point according to the process shown in Fig. 2. In the drawing, i is the housing, 2 the piston and 3 the abutment slide, which protrudes outside into the housing. Of the The piston 2, rotatable about the axis 6, is corresponding to a quarter turn Parts III between 7 and 8 or the symmetrical part III 'between 7' and 8 'circular and connects to the housing wall in a sealing manner at point 7.

Vorwegnehmend sei jedoch hier gleich bemerkt, daß der Kolben tatsächlich noch derart geformt wird, daß ein Teil seines Umfanges beiderseitig symmetrisch um Punkt 7 (etwa 6o') der Gehäusebohrung gleichgeformt ist (C-D, Abb. 3), so daß der Kolben während der Umdrehung einerseits mit einer möglichst großen Fläche an der Gehäusewand lidernd gleitet, anderseits in seiner Leistungsnullstellung (wenn der eben beschriebene Teil der Kolbenfläche dem Punkt 7 gegenübersteht) sowohl den Saugkanal q. als auch den Druckkanal 5 -(Abb. 3) und den Schieber derart reichlich überdeckt, daß ein Überströmen von Flüssigkeit aus dem Saugkanal in den Druckkanal öder umgekehrt unter allen Umständen vermieden ist. Dadurch steuert der umlaufende Kolben in bekannter Weise selbst die ganze Maschine.However, it should be noted immediately that the piston actually does is still shaped in such a way that part of its circumference is symmetrical on both sides at point 7 (about 6o ') of the housing bore is shaped (C-D, Fig. 3), so that the piston on the one hand with as large an area as possible during the revolution the housing wall slides with a lid, on the other hand in its power zero position (if the part of the piston surface just described faces point 7) both the Suction channel q. as well as the pressure channel 5 - (Fig. 3) and the slide so plentiful covers that an overflow of liquid from the suction channel into the pressure channel or, conversely, is avoided at all costs. This controls the circulating Pistons in a known manner even the whole machine.

Der Widerlagerschieber 3 (Abb. 2) ragt von außen in das Gehäuse und liegt mit seiner Innenkante g dichtend an dem Kolben 2 an. Statt sich den Kolben im Gehäuse drehend vorzustellen, kann man sich auch das Gehäuse um den Kolben drehend denken. Eine ganz beliebig herausgegriffene Schieberstellung ist nach einer gewissen Verdrehung in 3' eingezeichnet. Während des Gleitens über den Kolbenumfangsteil III verdrängt hierbei die stets zunehmende Fläche 3' eine Wassermenge, die für jeden Augenblick einer Ordinate des Kurvenastes III (Abb. i) entspricht. Die symmetrischen Kolbenumfangsteile IV, IV' müssen demnach eine solche Form erhalten, daß die Verdrängung durch die Wand 3" nach dem Kurvenast IV (Abb. i) verläuft. Dies ist durch die Bedingung erfüllt, daß jeweils die augenblickliche Verdrängung durch 3' plus der Verdrängung durch 3" zusammen gleich ist Vmax (Abb. i).The abutment slide 3 (Fig. 2) protrudes from the outside into the housing and lies with its inner edge g on the piston 2 in a sealing manner. Instead of getting the piston To imagine rotating in the housing, one can also think of the housing rotating around the piston think. A slider position that can be picked out at will is after a certain one Rotation drawn in 3 '. While sliding over the piston peripheral part III displaces the ever increasing area 3 'an amount of water that is necessary for each Moment corresponds to an ordinate of the curve branch III (Fig. I). The symmetrical Piston peripheral parts IV, IV 'must therefore be given such a shape that the displacement runs through the wall 3 "after the curve branch IV (Fig. i). This is by the condition fulfills that in each case the instantaneous repression by 3 'plus the repression by 3 "together equals Vmax (Fig. i).

Die Verdrängung VT"aX tritt ein, wenn der Schieber in Stellung 3 steht. Hier entspricht sie der Verdrängung aus einer Kreisringfläche, deren äußerer Halbmesser gleich dem Gehäusehalbmesser R und dessen Breite gleich dem größten Abstand a (Punkt g) des Kolbenumumfanges von der Gehäusewand ist. Diese Kreisringfläche ist demnach gleich 7r [R2 - (R - a) 2] und ist proportional Vma,;.The displacement VT "aX occurs when the slide is in position 3. Here it corresponds to the displacement from a circular ring area, its outer radius equal to the housing radius R and its width equal to the greatest distance a (point g) the circumference of the piston is from the housing wall. This circular area is accordingly equals 7r [R2 - (R - a) 2] and is proportional to Vma,;.

Durch die Annahme der Gestalt des Kolbenumfangteiles III ist die jeweils wirksame Schieberlänge a' vorbestimmt. Die diametral gegenüberliegende wirksame Schieberlänge A" ergibt sich aus der Bedingung, daß beide zusammen stets den der vollen Kreisringfläche entsprechenden Betrag Vma@ verdrängen sollen. Demnach ist aus welcher Gleichung A" für jedes A' als einzige unbekannte Größe errechnet werden kann, so daß die symmetrischen Umfangsstücke IV, IV' (Abb. 3) leicht punktweise bestimmt werden können.By assuming the shape of the piston peripheral part III, the respective effective slide length a 'is predetermined. The diametrically opposite effective slide length A ″ results from the condition that both together should always displace the amount Vma @ corresponding to the full circular ring area From which equation A "can be calculated as the only unknown quantity for each A ', so that the symmetrical circumferential pieces IV, IV' (Fig. 3) can easily be determined point by point.

Für die gemachte Annahme, daß die Kolbenumfangsteile III und III' Kreisbogen sind, ergibt sich für den ganzen Kolben eine bei g wenig eingezogene Herzform. Wenn man in an sich bekannter Weise zwei oder mehrere solcher Kolben auf einer Welle um i8o ° gegeneinander versetzt anordnet, so geben sie, wie Abb. i erkennen läßt, eine Wirkung nach einer geraden Linie. Die Wirkungskurve eines zweiten, um 18o' versetzten Kolbens ist in Abb. i mit gestrichelten Linien, die Summe beider Wirkungen strichpunktiert angedeutet.For the assumption made that the piston peripheral parts III and III ' Arcs of a circle, the result is a slightly indented one at g for the entire piston Heart shape. If you have two or more such pistons in a manner known per se arranged offset from one another by 180 ° on a wave, as shown in Fig. i lets, an effect following a straight line. The action curve of a second to 18o 'offset piston is shown in Fig. I with dashed lines, the sum of both Effects indicated by dash-dotted lines.

Der Widerlagerschieber 3 wird in der Praxis, wie die Abb. 3 und q. zeigen, durch eine Schaufel io ersetzt, die bei 13 leicht drehbar gelagert und vom Kolben selbst gesteuert ist.The abutment slide 3 is in practice, as shown in Fig. 3 and q. show, replaced by a shovel io, which is rotatably mounted at 13 and dated Piston itself is controlled.

Die Liderung zwischen Kolbenmantel und Gehäuse wird, wie bereits erwähnt, dadurch erreicht, daß der dem Zylinder gleichgeformte und mit Nuten versehene Kreisabschnitt C-D (Abb. 3) des Kolbens mit dem Gehäuseinnenmantel ohne unmittelbare Berührung ein abdichtendes Labyrinth bildet.The gap between the piston skirt and the housing is, as already mentioned, achieved in that the circular section which is shaped identically to the cylinder and provided with grooves C-D (Fig. 3) of the piston with the inner casing of the housing without direct contact forms a sealing labyrinth.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: i. Drehkolbenmaschine mit sichelförmigem Arbeitsraum, gekennzeichnet durch eine solche Kolbenform, daß die Summenverdrängung für zwei beliebige, um 18o' (oder drei beliebige, um je i2o° usf.) gegeneinander versetzte Kolbenstellungen einen gleichbleibenden Wert hat, so daß durch die an sich bekannte Anordnung einer entsprechenden Anzahl (z. B. zwei, drei usf.) gegeneinander um die gleichen Winkel (z. B. 18o', i2o ° usf.) versetzter Einzelkolben eine gleichbleibende Förderung erzielt wird. PATENT CLAIMS: i. Rotary piston machine with sickle-shaped working space, characterized by such a piston shape that the total displacement for two arbitrary, offset by 18o '(or any three, by i2o ° etc.) Piston positions has a constant value, so that known per se Arrangement of a corresponding number (e.g. two, three, etc.) against each other around the single piston offset at the same angle (e.g. 18o ', i2o ° etc.) a constant one Promotion is achieved. 2. Drehkolbenmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangslinie des Kolbenquerschnittes durch die Formel [R2-(R-a)2] -[R2-(R-a')2] + [R2-(R-a")2]_ bestimmt ist, wobei R der Gehäuseradius, a bzw. a' bzw. a" die jeweilig wählbaren Unbekannten sind, welche den Abständen des Kolbens vom Gehäuse für jede Phase der Umdrehung numerisch entsprechen.2. Rotary piston machine according to claim i, characterized in that the circumferential line of the piston cross-section by the formula [R2- (Ra) 2] - [R2- (R-a ') 2] + [R2- (Ra ") 2] _ is determined, where R is the housing radius, a or a ' or a "are the respective selectable unknowns which numerically correspond to the distances of the piston from the housing for each phase of the revolution.