SE516724C2 - Hydraulically or pneumatically actuated pendulum or ring piston motor - Google Patents

Abstract

A hydraulically or pneumatically operated pendulum piston or ring piston engine, comprising a cylinder housing (1) having a toroid shaped cylinder race (2, 3), in which a pendulum piston means (6-8) is rotatable in two opposed rotary directions, and in which the cylinder race, at a place thereof is divided by a piston chamber wall having pressure supply means (15), and in which the pendulum piston means (6-8) is integral with a fly mass (9) which is connected to a central, output shaft (11), and in which the toroid shaped cylinder race (2, 3) is formed with two opposed, closed cylinder chambers (2, 3) each extending over nearly 120 DEG , and in which the pendulum piston means include two pistons (6, 7) which are integral over a bow formed piston rod (8) extending over an angle of about 240 DEG , and which piston rod (8) at an intermediate position between said pistons (6, 7) is controlled by and connected to (10) the output shaft (11) over the fly mass (9), and in which the fly mass (9) is connected to a reversing mechanism (19) for providing a reversing of functional operation of the output shaft (11) when the pendulum piston means (6-8) changes rotary direction, so that the output shaft (11) constantly rotates in one and the same direction.

Description

once: lO 15 20 25 30 516 724 2 EHRNERS 23540 utgör en solid, sammanhängande enhet med få ingående delar, speciellt med ett enda bågformat drivorgan med två kolvar som verkar i var sin toroidformad cylinder, ett enda kraftöverföringsorgan samt ett enda enkelt vändningsorgan för att vända rotationsriktningen vid den ena kolvrörelsen för att åstadkomma en rotation i en och samma riktning av en central utgående drivaxel. once: 10 15 20 25 30 516 724 2 EHRNERS 23540 is a solid, cohesive unit with few components, especially with a single arcuate drive means with two pistons each acting in a toroidal cylinder, a single power transmission means and a single simple turning means for reverse the direction of rotation at one piston movement to effect a rotation in one and the same direction of a central output drive shaft.

En motor av denna typ medför ett flertal olika fördelar, nämligen att den kan utformas liten och lätt, kraften i motorn kan mycket lätt anpassas efter behoven, den kan drivas med många olika typer av hydrauliska eller pneumatiska tryckmedier, den ger mycket hög verkningsgrad i förhållande till sin vikt, den ger en praktiskt taget konstant kraft över hela arbetsslaget, den kan drivas med ett tryckmedium som inte ger några som helst avgaser eller andra ogynnsamma miljöeffekter, den kan tillverkas till betydligt lägre kostnad, räknat i förhållande till motoreffekten, än vad som är möjligt med konventionella OTTO-, DIESEL- eller WANKEL-motorer eller andra typer av förbränningsmotorer. En ytterligare stor fördel med motorn i fråga är att motorn för varje arbetscykel utvecklar ett arbete som är långt större än vad som utvecklas av en förbränningsmotor, nämligen 6-10 gånger större arbete än vad som utvecklas per arbetscykel av en konventionell förbränningsmotor av 4-taktstyp, eller minst 4 gånger så stort arbete som utvecklas av en förbränningsmotor av 2-taktstyp.. l bifogade figur 4 visas (i den punktmarkerade kurvan den kända principen för en förbränningsmotor med fram- och återgående kolv och roterande vevaxel med utgående axel i ett diagram som visar påverkningskraft i förhållande till utfört arbete. Det är känt att kraften från en sådan motor utvecklas enligt ett slags GAUSS-kurva som stiger långsamt från 0° för en 2-taktsmotor, eller från 360° för en 4-taktsmotor, ger maximal kraft till den utgående axeln vid ungefär 90° respektive 450° och därefter sjunker långsamt till noll kraft vid eller omedelbart efter 180° respektive 540°.A motor of this type has a number of different advantages, namely that it can be designed small and light, the power of the motor can be very easily adapted to the needs, it can be driven with many different types of hydraulic or pneumatic pressure media, it provides very high efficiency in relation to its weight, it provides a practically constant force over the entire working class, it can be operated with a pressure medium that does not produce any exhaust fumes or other adverse environmental effects, it can be manufactured at a much lower cost, calculated in relation to the engine power, than what is possible with conventional OTTO, DIESEL or WANKEL engines or other types of internal combustion engines. A further great advantage of the engine in question is that the engine for each work cycle develops a work which is far greater than that developed by an internal combustion engine, namely 6-10 times greater work than that developed per work cycle of a conventional 4-stroke internal combustion engine. , or at least 4 times as much work developed by an internal combustion engine of the 2-stroke type. In the attached fi gur 4 the known principle of an internal combustion engine with rotating piston and rotating crankshaft with output shaft is shown in a diagram. It is known that the power from such an engine develops according to a kind of GAUSS curve which rises slowly from 0 ° for a 2-stroke engine, or from 360 ° for a 4-stroke engine, gives maximum power to the output shaft at approximately 90 ° and 450 °, respectively, and then slowly drops to zero force at or immediately after 180 ° and 540 °, respectively.

En pendelkolvmotor kan utformas så att den ger full kraft under nästan hela pendelrörelsen i vardera riktningen. Begränsningen av kraftuttaget utgörs av medlen för tillföring och vändning av riktningen på det hydrauliska eller pneumatiska tryckmediet, vilka medel kan begränsas till vinkel av 5-10°. En snuva 10 15 20 25 30 516 724 3 EHRNERS 23540 pendelkolvmotor enligt uppfinningen illustreras schematiskt i figurerna 1, 2 och 3, och i kurvan i figur 4 visas, parallellt med kurvan för en 4-taktsmotor (punktmarkerad kurva), kurvan för kraft/arbete med de snedstreckade partierna i kurvan. Det framgår att det arbete som utvecklas av en 4-taktsmotor ligger på cirka 10-15% av en arbetscykel omfattande två varv på den utgående axeln, medan en pendelkolvmotor enligt uppfinningen ligger på nära 95-100% under samma arbete omfattande två varv på den utgående axeln. Det visade kraftuttaget för en 4-taktsmotor med den punktmarkerade kurvan ligger mellan 360° och 540°, alltså vid 2 varvs rotation på motorn, varvid kraften börjar utvecklas vid 360°, stiger enligt en Gauss-liknande kurva till ett maximum vid ungefär 450° och sjunker successivt till noll vid 540°. Kraften från en pendelkolvmotor är praktiskt taget konstant över hela arbetsrörelsen av 720°.A pendulum piston motor can be designed so that it provides full power during almost the entire pendulum movement in each direction. The limitation of the power take-off consists of the means for supplying and reversing the direction of the hydraulic or pneumatic pressure medium, which means can be limited to an angle of 5-10 °. A rivet 10 15 20 25 30 516 724 3 EHRNERS 23540 pendulum piston engine according to the invention is schematically illustrated in Figures 1, 2 and 3, and in the curve in Figure 4, in parallel with the curve of a 4-stroke engine (dot-marked curve), the curve for power / work with the oblique parts of the curve. It appears that the work developed by a 4-stroke engine is about 10-15% of a work cycle comprising two revolutions on the output shaft, while a pendulum piston engine according to the invention is close to 95-100% during the same work comprising two revolutions on the output shaft. The power output shown for a 4-stroke engine with the dot-marked curve is between 360 ° and 540 °, ie at 2 rpm rotation of the engine, where the power begins to develop at 360 °, rises according to a Gaussian-like curve to a maximum at about 450 ° and gradually drops to zero at 540 °. The force from a pendulum piston engine is practically constant over the entire working motion of 720 °.

Det framgår att det genomsnittliga arbete som en 4-taktsmotor utvecklar är endast cirka 1/8 av det arbete som utvecklas av en pendelkolvmotor under samma arbetstid. Det genomsnittliga arbetet från en 2-taktsmotor är ”endast cirka 1/4 av det arbete som en pendelkolvmotor utvecklar under en tid motsvarande två rotationsvarv på den utgående axeln.It appears that the average work that a 4-stroke engine develops is only about 1/8 of the work that is developed by a pendulum piston engine during the same working time. The average work from a 2-stroke engine is “only about 1/4 of the work that a pendulum piston engine develops over a period of time corresponding to two rotational revolutions on the output shaft.

Såsom nämnts ovan ger en ordinär pendelkolvmotor en fram- och återgående, eller oscillerande rörelse, vilken inte utan speciella medel kan utnyttjas som drivkraft i de fall då det önskas en drivkraft med konstant rotationsriktning.As mentioned above, an ordinary pendulum piston motor provides a reciprocating or oscillating movement, which cannot be used without special means as a driving force in cases where a driving force with a constant direction of rotation is desired.

Enligt uppfinningen är därför pendelkolvmotorn utformad med medel för att vända rotationsrörelsen på den utgående axeln vid endera medursrörelsen eller motursrörelsen för pendelkolven. Detta kan ske genom att motorn är utformad med en 4-kuggars växel av differentialtyp med utväxlingen 1:1, vilken i samverkan med två stycken frihjul vänder rotationsriktningen vid den ena pendelkolvrörelsen. För att möjliggöra ett kraftuttag vid båda rotationsrörelserna innefattar motorn även två stycken frihjulskopplingar, som driver i var sin riktning med avseende på axelrotationen, respektive ger en frihjulsfunktion i den motsatta riktningen. De båda frihjulskopplingarna är motriktade varandra, så att de medger prao» 10 15 20 25 30 516 724 4 EHRNERS 23540 drivning respektive frikoppling i motsatta rotationsriktningar, varigenom den utgående axeln drivs med konstant rotationsriktning. Lämpligen har differentialkuggväxeln en utväxling av 1:1, men för att åstadkomma speciella effekter är det även möjligt att utnyttja vilket som helst annat utväxlingsförhållande för planetväxeln, varvid en periodisk fluktuation av drivrörelsen på den utgående axeln kan erhållas.According to the invention, therefore, the pendulum piston motor is designed with means for reversing the rotational movement of the output shaft at either the clockwise movement or the counterclockwise movement of the pendulum piston. This can be done by the engine being designed with a 4-gear gear of the differential type with the gear ratio 1: 1, which in cooperation with two freewheels reverses the direction of rotation at one pendulum piston movement. To enable a power take-off during both rotational movements, the engine also comprises two freewheel clutches, which drive in different directions with respect to the shaft rotation, respectively, giving a freewheel function in the opposite direction. The two freewheel clutches are opposed to each other, so that they allow propulsion and disengagement in opposite directions of rotation, respectively, whereby the output shaft is driven with a constant direction of rotation. Suitably the differential gear has a gear ratio of 1: 1, but in order to achieve special effects it is also possible to use any other gear ratio for the planetary gear, whereby a periodic fluctuation of the drive movement on the output shaft can be obtained.

Vid en speciellt föredragen utföringsform av uppfinningen är pendelkolvmotorn utformad så att drivmediet (gas eller vätska) påverkar den ena kolven på kolvsidan och den andra kolven på kolvstångssidan med samma tryck, varvid rotationsrörelsen sker med cirka 50-80% större kraft än om påverkningen endast sker mot kolvsidan, vilket förekommit tidigare.In a particularly preferred embodiment of the invention, the pendulum piston engine is designed so that the propellant (gas or liquid) acts on one piston on the piston side and the other piston on the piston rod side with the same pressure, the rotational movement taking place with about 50-80% greater force than towards the piston side, which has occurred before.

Uppfinningen skall nu beskrivas mer i detalj under hänvisning till bifogade ritningar. På ritningarna visar figur 1 schematiskt i ett tvärsnitt ett första steg i funktionen hos en första utföringsform av uppfinningen, figur 2 visar situationen efter viss rörelse i en första riktning, och figur 3 visar situation omedelbart efter vändning av rotationsriktningen. Figur 4 visar ett jämförande diagram över utfört arbete hos en 4-taktsmotor respektive en pendelkolvmotor enligt uppfinningen över två varvs rotation på den utgående axeln. Figur 5 visar på samma sätt som i figur 2 ett tvärsnitt genom en andra utföringsform av uppflnningen. Figur 6 visar ett snitt efter linjen Vl-Vl i figur 5. Figur 7 visar schematiskt och i ett snitt parallellt med den utgående axeln två stycken pendelkolvmotorer som verkar parallellt på en och samma axel, och figur 8 visar i ett schematiska tvärsnitt två stycken pendelkolvmotorer enligt uppfinningen som monterats parallellt på en och samma utgående axel med vridna i viss vinkel i förhållande till varandra.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, Figure 1 schematically shows in a cross section a first step in the function of a first embodiment of the invention, Figure 2 shows the situation after some movement in a first direction, and Figure 3 shows the situation immediately after reversing the direction of rotation. Figure 4 shows a comparative diagram of the work performed on a 4-stroke engine and a pendulum piston engine, respectively, according to the invention over the rotation of two revolutions on the output shaft. Figure 5 shows, in the same way as in Figure 2, a cross section through a second embodiment of the invention. Figure 6 shows a section along the line V1-V1 in Figure 5. Figure 7 shows schematically and in a section parallel to the output shaft two pendulum piston motors acting in parallel on one and the same axis, and Figure 8 shows in a schematic cross section two pendulum piston motors according to the invention mounted in parallel on one and the same output shaft with rotated at a certain angle in relation to each other.

Den på ritningarna visade pendelkolvmotorn enligt uppfinningen består allmänt av ett cylinderhus 1 med två stycken toroidformade cylinderlopp 2 och 3 som sträcker sig från ett toppläge vid O° i 120° i medurs (0-120°) respektive moturs riktning (360-240°), dvs cirka ett tredjedels rotationsvarv i vardera riktningen. Cylinderhuset 1 sträcker sig med sin yttervägg 4 runt hela motorn och innesluter samtliga delar i motorn, medan innerväggen 5 avgränsar de nämnda cylinderloppen 2 och 3 vid 120° respektive 240°. I vardera cylinderloppet 2 och 3 :rann 10 15 20 25 30 516 724 5 EHRNERS 23540 är en kolv 6 respektive 7 rörlig mellan cirka :0°-120° respektive i240°-360°.The pendulum piston engine according to the invention shown in the drawings generally consists of a cylinder housing 1 with two toroidal cylinder bores 2 and 3 extending from a top position at 0 ° in 120 ° clockwise (0-120 °) and counterclockwise (360-240 °), respectively. , ie about one third of the rotational revolution in each direction. The cylinder housing 1 extends with its outer wall 4 around the entire engine and encloses all parts of the engine, while the inner wall 5 delimits the mentioned cylinder races 2 and 3 at 120 ° and 240 °, respectively. In each cylinder race 2 and 3: run 10 15 20 25 30 516 724 5 EHRNERS 23540, a piston 6 and 7, respectively, is movable between about: 0 ° -120 ° and i240 ° -360 °, respectively.

Kolvarna är sammankopplade och hålls i läge av en bågformad kolvstång 8, vilken i sin tur är sammankopplad med ett svängmassa 9 via en utskjutande påverkningsarm 10. Svängmassan är lagrad centralt i huset, och den är sammankopplad med en central utgående axel 11. Armen 10 är fixerad mot kolvstången mitt emellan de båda kolvarna 6 och 7, och systemet av kolvar 6, 7, svängmassa 9 och arm 10 kan vrida sig fram och tillbaka cirka 120°, alltså med armen rörlig mellan 120° och 240°. Svängmassan 9 bär upp en vändnings- mekanism (se figurer 6), och dessa delar hålls centrerade av två eller flera fasta lager12.The pistons are connected and held in position by an arcuate piston rod 8, which in turn is connected to a pivot mass 9 via a projecting actuating arm 10. The pivot mass is mounted centrally in the housing, and it is connected to a central output shaft 11. The arm 10 is fi xered to the piston rod midway between the two pistons 6 and 7, and the system of pistons 6, 7, pivot 9 and arm 10 can rotate back and forth about 120 °, i.e. with the arm movable between 120 ° and 240 °. The pivot mass 9 carries a turning mechanism (see urer gures 6), and these parts are kept centered by two or more fixed bearings12.

Cylinderhuset 1 består av två hushalvor 13 och 14, vilka är delade vinkelrätt mot den utgående axeln 11, och vilka på känt sätt är avtätade såväl utåt som inåt, så att de avgränsar de två motbelägna, sinsemellan avtätade kolvkamrarna 2 och 3.The cylinder housing 1 consists of two housing halves 13 and 14, which are divided perpendicular to the output shaft 11, and which are sealed in a known manner both outwards and inwards, so that they delimit the two opposite, mutually sealed piston chambers 2 and 3.

För tillföring av tryckmedium (gas eller vätska) innefattar anordningen ett trycktillförsel- och tryckomslagsorgan 15 som bildar en relativt smal ändvägg 16 vid O/360° i cylinderhuset 1. Trycktillförselorganet innefattar en omslagsventil 16, som alternativt kan anslutas till en ingående kanal 17 till medurskammaren 2 och moturskammaren 3. Ventilen 16 kan vara mekaniskt, elektriskt eller på annat sätt styrd så att den automatiskt kastar om tryckmedietillförseln till motsatt arbetskammare när kolven 6 eller 7 närmar sig ändläget i sin arbetskammare.For supplying pressure medium (gas or liquid) the device comprises a pressure supply and pressure cover means 15 which forms a relatively narrow end wall 16 at 0/360 ° in the cylinder housing 1. The pressure supply means comprises a reversing valve 16, which can alternatively be connected to an inlet channel 17 to the clock chamber 2 and the counter-chamber 3. The valve 16 can be mechanically, electrically or otherwise controlled so that it automatically reverses the supply of pressure medium to the opposite working chamber when the piston 6 or 7 approaches the end position in its working chamber.

Därigenom kommer tryckmediet att växelvis och i praktiken utan avbrott tillföras de båda kolvkamrarna 2 och 3. l figur 1 visas hus tryckmediet just börjat tillföras till medurskammaren 2, och i figur 2 visas att kolvarna 6 och 7 med kolvstången 8 utfört ett vridningsarbete under cirka 80°. När kolven 7 närmar sig sitt ändläge intill omslagsorganet 15 slår ventilen 16 om och trycket tillförs därefter till moturskammaren 3.As a result, the pressure medium will be supplied alternately and in practice without interruption to the two piston chambers 2 and 3. Figure 1 shows the housing the pressure medium has just begun to be supplied to the clock chamber 2, and Figure 2 shows that the pistons 6 and 7 with the piston rod 8 perform a rotational work under about 80 °. When the piston 7 approaches its end position next to the cover member 15, the valve 16 turns and the pressure is then applied to the counterclockwise chamber 3.

Vändningsmekanismen 19, vilken är sammankopplad med svängmassan 9 bildar en differentialkuggväxel med 2 par av motbelägna sinsemellan samverkande vinkelkuggar 20 och 21, vilka sinsemellan har samma kuggantal, så att utväxlingen blir 1:1. Växeln 19 bärs upp på den utgående axeln 11, vilken i sin uran: lO 15 20 25 30 EHRNERS 23540 516 724 e tur är lagrad i ett lager 22, 23 i vardera hushalvan 13, 14. Mellan vardera kuggen 20 och den utgående axeln 11 är ett frihjul 24, 25 monterat. Det ena frihjulet, t ex frihjulet 24 åstadkommer drivning i den ena riktningen (t ex medursriktningen, se pilarna i figurerna 6 och 7) och en frihjulsfunktion i den motsatta riktningen, och det andra frihjulet har motsatt funktion och åstadkommer en drivning i motursriktningen och en frihjulsfunktion i den motsatta riktningen.The turning mechanism 19, which is coupled to the pivot mass 9, forms a differential gear with 2 pairs of opposite angular teeth 20 and 21 cooperating with each other, which mutually have the same number of teeth, so that the gear ratio becomes 1: 1. The gear unit 19 is supported on the output shaft 11, which in its uranium: 10 15 15 25 25 EHRNERS 23540 516 724 e is stored in a bearing 22, 23 in each housing half 13, 14. Between each tooth 20 and the output shaft 11 is a freewheel 24, 25 mounted. One freewheel, such as the freewheel 24, provides drive in one direction (e.g., clockwise direction, see arrows in Figures 6 and 7) and a freewheel function in the opposite direction, and the other freewheel has the opposite function and provides a counterclockwise drive and a freewheel function in the opposite direction.

Svängmassan 9 är sammankopplad med ett av kugghjulen 27 i kugghjulsparet 20, tex med hjälp av skruvar 26, och detta medför att detta kugghjul 27 alltid följer rotationen hos svängmassan 9, kolvarna 6, 7 och kolvstången 8.The flywheel 9 is connected to one of the gears 27 in the gear pair 20, for example by means of screws 26, and this means that this gear 27 always follows the rotation of the flywheel 9, the pistons 6, 7 and the piston rod 8.

När kolvarna 6 och 7 drivs i medursriktning genom tillförsel av tryckmedium genom kanalen 17 till medurskammaren 2 kommer därför frihjulet 24 att överföra denna drivning av svängmassan 9 och kugghjulet 27 till en medurs rotation hos den utgående axeln 11. Samtidigt överförs den roterande rörelsen, på grund av vändningsmekanismens utformning som ett slags differential till det motsatta kugghjulet 28 i kugghjulsparet 20 genom inverkan av kugghjulen 29 och 30 i det sidoordnade kugghjulsparet 21. Kugghjulets 28 frihjul 25 har en frihjulsfunktion vid denna medurs vridning av kolvsystemet 6-8, så som antyds med pilarna i figurerna 6 och 7. Kugghjulets 27 rörelse överförs alltså även till kugghjulen 29 och 30 i det sidoordnade kugghjulsparet 21. Dessa sistnämnda kugghjul 29 och 30 är uppburna mot axeln 11 med hjälp av lager 31. Under medursrotationen evakueras moturskolvkammaren 3, så som antyds med pilen 32a i figurerna.Therefore, when the pistons 6 and 7 are driven clockwise by supplying pressure medium through the channel 17 to the clock chamber 2, the freewheel 24 will transmit this drive of the flywheel 9 and the gear 27 to a clockwise rotation of the output shaft 11. At the same time the rotating movement, due of the design of the turning mechanism as a kind of differential to the opposite gear 28 in the gear pair 20 by the action of the gears 29 and 30 in the lateral gear pair 21. The gear 25 of the gear 28 has a freewheel function in this clockwise rotation of the piston system 6-8 in Figures 6 and 7. The movement of the gear 27 is thus also transmitted to the gears 29 and 30 in the lateral pair of gears 21. These latter gears 29 and 30 are supported against the shaft 11 by means of bearings 31. During the clockwise rotation the motor piston chamber 3 is evacuated, as indicated by arrow 32a in fi gurerna.

När kolvmekanismen 6-8 vänder riktning vid änden av medursrotationen bryts trycket medurskammaren 2, och denna kammare sätts under evakuering, se pilen 32b, och samtidigt sätts moturskammaren 3 under tryck, varvid kolvsystemet 6-8 vrids i motursriktning. Frihjulet 24 erhåller en frihjulsfunktion, medan frihjulet 25 överför vridningen till en vridning av den utgående axeln 11, vilken vridning sker i samma riktning som tidigare. Vändningsmekanismen 19 i kombination med frihjulen 24 och 25 får därmed den utgående axeln att konstant rotera i en och samma riktning. Det är uppenbart att det är möjligt att åstadkomma en rotation av »nosa 10 15 20 25 30 516 724 7 EHRNERS 23540 den utgående axeln 11 genom att växla funktionsriktning på frihjulen 24 och 25.When the piston mechanism 6-8 reverses direction at the end of the clockwise rotation, the pressure breaks the clockwise chamber 2, and this chamber is put under evacuation, see arrow 32b, and at the same time the counterclockwise chamber 3 is pressurized, the piston system 6-8 being rotated counterclockwise. The freewheel 24 obtains a freewheel function, while the freewheel 25 transmits the rotation to a rotation of the output shaft 11, which rotation takes place in the same direction as before. The turning mechanism 19 in combination with the freewheels 24 and 25 thus causes the output shaft to rotate constantly in one and the same direction. It is obvious that it is possible to effect a rotation of the output shaft 11 by shifting the operating direction on the freewheels 24 and 25.

Det väsentliga är att de båda frihjulen 24 och 25 har motsatta funktionsriktningar med avseende på axelrotationen.The essential thing is that the two freewheels 24 and 25 have opposite operating directions with respect to the axle rotation.

I figur 5 visas en alternativ utföringsform av uppfinningen, där motorn utformats med dubbel tryckfunktion. För ändamålet är en grenledning 34 som leder från tryckintagets medurskanal 17 vid omslagsventilen 16 och till slutänden 35 på moturskammaren 3, vilken i detta fall är avtätad med en tätning 36 vid denna ände. En andra grenledning 37 leder från omslagsventilens 16 moturskanal 18 till änden 38 på medurskammaren 2, vilken ände är avtätad med hjälp av en tätning 39. Vardera kolven 6 och 7 kommer därigenom att kunna påverkas såväl från kolvkammarsidan som från kolvstångssidan, och detta sker - vid medurs rotation genom att kolven 6 i kolvkammaren 2 påverkas på kolvkammarsidan av trycket från medurskanalen 17 samtidigt som kolven 7 i kolvkammaren 3 påverkas på kolvstångssidan med samma tryck från medurskanalen 17, och - vid motursrotation genom att kolven 7 i kolvkammaren 3 påverkas på kolvkammarsidan med tryck från moturskanalen 18 samtidigt som kolven 6 i kolvkammaren 2 påverkas på kolvstångssidan med samma tryck från moturskanalen 18.Figure 5 shows an alternative embodiment of the invention, where the engine is designed with a double pressure function. For this purpose, a branch line 34 leads from the clockwise channel 17 of the pressure inlet at the reversing valve 16 and to the end 35 of the counterclockwise chamber 3, which in this case is sealed with a seal 36 at this end. A second branch line 37 leads from the counterclockwise channel 18 of the reversing valve 16 to the end 38 of the clockwise chamber 2, which end is sealed by means of a seal 39. Each piston 6 and 7 will thereby be able to be actuated both from the piston chamber side and from the piston rod side. clockwise rotation by the piston 6 in the piston chamber 2 being actuated on the piston chamber side by the pressure from the clockwise channel 17 at the same time as the piston 7 in the piston chamber 3 is actuated on the piston rod side by the same pressure from the clockwise channel 17, and - by counterclockwise rotation from the motor channel 18 at the same time as the piston 6 in the piston chamber 2 is actuated on the piston rod side with the same pressure from the motor channel 18.

Anordningen påverkas således med tryck från två olika håll, nämligen 100% tryck på kolvkammarsidan och cirka 75% tryck från kolvstångssidan, varigenom den överförda totalkraften blir cirka 175% i förhållande till trycket vid ensidig påverkan av kolvarna 6 resp. 7. Det är uppenbart att funktionerna i medursrotation och motursrotation är exakt analoga, och att den utgående axeln 11 således konstant påverkas i en och samma med samma starkt ökade vridningskraft.The device is thus actuated with pressure from two different directions, namely 100% pressure on the piston chamber side and about 75% pressure from the piston rod side, whereby the transmitted total force becomes about 175% in relation to the pressure when one-sided actuation of the pistons 6 resp. 7. It is obvious that the functions of clockwise rotation and counterclockwise rotation are exactly analogous, and that the output shaft 11 is thus constantly actuated in one and the same with the same greatly increased torsional force.

Tack vare den mycket enkla och kompakta utformningen av den beskrivna anordningen är det möjligt att utforma motorn som ett platt motorpaket, och att två eller flera sådana motorer kan parallellkopplas på en gemensam utgående axel 11 så som visas i figur 7. De båda motorerna kan ha ett gemensamt trycktillförselorgan (ej visat i figuren), och de kan vara utformade enkelverkande, 1:11: 10 15 20 25 30 516 724 8 EHRNERS 23540 såsom visas i figurerna 1-3, eller dubbelverkande så som visas i figurerna 5 och 8.Thanks to the very simple and compact design of the described device, it is possible to design the motor as a flat motor package, and that two or more such motors can be connected in parallel on a common output shaft 11 as shown in Figure 7. The two motors can have a common pressure supply means (not shown in the figure), and they may be single-acting, 1:11: 1011 516 724 8 EHRNERS 23540 as shown in Figures 1-3, or double-acting as shown in Figures 5 and 8.

Genom sådan parallellkoppling kan motorer med starkt varierande effekt åstadkommas med hjälp av en enda enhetlig grundenhet som parallellkopplas på en gemensam utgående axel.By means of such a parallel connection, motors with strongly varying power can be produced by means of a single uniform basic unit which is connected in parallel on a common output shaft.

Svängmassan 9 bildar ett svänghjul som överbryggar det mycket obetydliga driftsavbrott som oundgängligen uppkommer när kolvsystemet 6-8 växlar rörelseriktning vid slutet en vridningsrörelseOm man helst önskar eliminera sådant driftsavbrott är det möjligt att montera de enskilda motorerna något förvridna i förhållande till varandra på den utgående axeln, så som visas i figur 8. Den inbördes vridningen av motorenheterna kan varieras efter önskan, men för att överbrygga förekommande driftsavbrott hos de enskilda motorenheterna är till tillräckligt att ge motorerna en inbördes förvrídning av endast 5-10°. Vid parallellkoppling kan motorerna sålunda anordnas i ett vinkelsystem av 355°-0°-5°.The flywheel mass 9 forms a flywheel which bridges the very insignificant interruption of operation which inevitably occurs when the piston system 6-8 changes direction of movement at the end of a rotational movement. If it is desired to eliminate such an interruption, it is possible as shown in figure 8. The mutual rotation of the motor units can be varied as desired, but in order to overcome any interruptions of operation of the individual motor units, it is sufficient to give the motors a mutual rotation of only 5-10 °. In the case of parallel connection, the motors can thus be arranged in an angular system of 355 ° -0 ° -5 °.

Trycktillförseln kan varieras efter önskan och med hänsyn till det vridmoment och den rotationshastighet som önskas på den utgående axeln 11.The pressure supply can be varied as desired and with regard to the torque and rotational speed desired on the output shaft 11.

Anordningen kan vara utformad med en till tryckmedieorganen ansluten strypventil för att åstadkomma en mjuk start och en reglerad hastighet och reglerat vridmoment.The device may be formed with a throttle valve connected to the pressure medium means to provide a smooth start and a controlled speed and controlled torque.

En pendelkolvmotor av det beskrivna slaget kan användas för en mängd olika ändamål, tex som en drivmotor i ett fordon eller en maskin av vilket som helst slag, to m utan användning av växellåda, eftersom kraften och hastigheten kan varieras från noll till maximum endast genom reglering av trycket på det drivande tryckmediet. inte heller behövs någon frikoppling för att åstadkomma en mjuk start, eftersom detta lätt åstadkoms med hjälp av en strypventil som reglerar tryck och flöde till arbetskamrarna från noll till maximum. En frirullande gång på fordonet erhålls under inverkan av de båda frihjulskopplingarna 24 och 25. En backfunktion kan åstadkommas genom användning av en enkel mekanisk vändningsväxel.A pendulum piston motor of the type described can be used for a variety of purposes, for example as a drive motor in a vehicle or a machine of any kind, even without the use of a gearbox, since the power and speed can be varied from zero to maximum only by regulation of the pressure on the driving pressure medium. nor is any decoupling required to achieve a smooth start, as this is easily accomplished by means of a throttle valve which regulates pressure and flow to the working chambers from zero to maximum. A free-rolling gear on the vehicle is obtained under the action of the two freewheel clutches 24 and 25. A reversing function can be achieved by using a simple mechanical turning gear.

Medlen för omkastning av tryckmedietillförseln från medurskanalen 17 till moturskanalen 18 och vice versa kan vara av känd mekanisk, elektrisk, »;;»o 10 15 516 724 9 EHRNERS 23540 pneumatisk eller hydraulisk typ och skall inte beskrivas i detalj. Det skall dock tillfogas att denna växling kan ske under påverkan av själva kolvarna 6 och 7, genom att dessa vid slutet av sina arbetsslag mekaniskt påverkar en vridbar slid eller liknande organ, som kan vara utformat med nedskjutande och på var sida om kolvkammarväggen anordnade påverkningsarmar vilka stöts till av kolven när denna når änden av sitt arbetsslag, varvid ventilen ställs om från medurs påverkan till moturs påverkan och vice versa.The means for reversing the pressure medium supply from the clockwise passage 17 to the counterclockwise channel 18 and vice versa may be of known mechanical, electrical, pneumatic or hydraulic type and shall not be described in detail. It should be added, however, that this change can take place under the influence of the pistons 6 and 7 themselves, in that at the end of their work they mechanically actuate a rotatable slide or similar means, which can be designed with projecting and on each side of the piston chamber wall is supported by the piston when it reaches the end of its working stroke, whereby the valve is switched from clockwise to counterclockwise and vice versa.

Den beskrivna pendelkolvmotor arbeta med i 120° av rotationsvarvet, och det framgår av de schematiska kurvorna i figur 4 att full kraft utvecklas redan från det ögonblick så tryck tillförs till tryokkammaren 2 respektive 3, och att därvid fullt arbete utvecklas under hela arbetsrörelsen, och att trycket därefter växlas mellan tryckkamrarna, och att fullt arbete utförs under hela rotationsvarvet undantaget det lilla startmomentet som kan vara cirka 5°, vilket är betydligt högre än det arbete som utvecklas under 2 rotationsvarv på veven i en förbränningsmotor av OTTO- eller DlESEL-typ. Det framgår att en fyrtaktsmotor under motsvarande tid utför ett arbete som genomsnittligt är endast cirka 1/8 av pendelkolvmotorns arbete, och att en tvåtaksmotor utför ett arbete motsvarande högst 1/4 av pendelkolvmotorns arbete. avsuø 10 15 20 EH RNERS 23540 516 HÄNwsNmGsswFRoR 1 cyfinderhus 2 cy|inder|opp, -kammare 3 cy|inder|opp, -kammare 4 yttervägg (1) 5 innervägg (1) 6 kow 7 kow 8 kolvstång 9 svängrnassa 10 arn1(9) 11 utgående axel 12 lager 13 hushawa 14 hushawa 15 trycktillförselorgan 16 omslagsventil 17 kanaLrneduæ 18 kanal, moturs 19 vändningsmekanism 20 kuggpar 724 10 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32a 32b 34 35 36 37 38 39 kuggpar lager lager fnmul fnmul skruvar kugghjul (20) kugghflfl(20) kugghflH(21) kugghfln(21) lager pH pH grenledning ände tätning grenledning ände tätningThe described pendulum piston engine operates at 120 ° of the rotational speed, and it appears from the schematic curves in Figure 4 that full force is developed from the moment pressure is applied to the pressure chambers 2 and 3, respectively, and that full work is developed during the entire work movement, and that the pressure is then switched between the pressure chambers, and that full work is performed during the entire rotational revolution except for the small starting torque which can be about 5 °, which is significantly higher than the work developed during 2 rotational revolutions on the crank in an OTTO or DlESEL type internal combustion engine. It appears that a four-stroke engine during a corresponding time performs a work that is on average only about 1/8 of the work of the pendulum piston engine, and that a two-stroke engine performs a work corresponding to a maximum of 1/4 of the work of the pendulum piston engine. avsuø 10 15 20 EH RNERS 23540 516 HÄNwsNmGsswFRoR 1 cy fi nderhus 2 cy | inder | opp, -kammare 3 cy | inder | opp, -kammare 4 outer wall (1) 5 inner wall (1) 6 kow 7 kow 8 piston rod 9 svängrnassa 10 arn1 ( 9) 11 output shaft 12 bearings 13 hushawa 14 hushawa 15 pressure supply means 16 reversing valve 17 kanaLrneduæ 18 channel, counterclockwise 19 turning mechanism 20 tooth pairs 724 10 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32a 32b 34 35 36 37 38 39 tooth pairs bearings bearing fnmul fnmul screws gears (20) cog flfl (20) cog fl H (21) cog fl n (21) stock pH pH branch line end seal branch line end seal

Claims (9)

10 15 20 25 E & D, SE 990313-9, Ref. 23540 516 724 11 PATENTKRÅV10 15 20 25 E&D, SE 990313-9, Ref. 23540 516 724 11 PATENT REQUIREMENTS 1. En hydrauliskt eller pneumatiskt påverkad pendelkolvmotor eller ringkolvmotor, bestående av ett cylinderhus (1) med ett toroidformat cylinderlopp (2, 3), i vilket ett pendelkolvorgan (6-8) är svängbart i två motsatta svängnings- riktningar, och där cylinderloppet vid ett ställe delas av en kolvkammarvägg (15), och där pendelkolvorganet (6-8) sammanhänger med en svängmassa (9) som är ansluten till en central, utgående axel (11), och där pendelkolvorganet (6-8) delar det toroidformade cylinderloppet i två stycken motbelägna, slutna cylinder- kammare (2, 3), som vardera sträcker sig över cirka 120° från en central punkt i den avdelande kolvkammarväggen (15), och där pendelkolvorganet utgörs av två stycken kolvar (6, 7) som sammanhänger med varandra över en bågformad kolvstång (8) väsentligen mitt emellan kolvarna (6, 7), vilken sträcker sig över en vinkel av omkring 240° och vid sina ändar bär upp kolvarna (6, 7), och vilken vid ett mittläge mellan kolvarna (6, 7) är styrd av, och förbunden med (10) den utgående axeln (11) via svängmassan (9), kännetecknad av - att svängmassan (9) är sammankopplad (26) med en vändningsmekanism (19) för att åstadkomma en omkastning av funktionspåverkningen av den utgående axeln (11) när pendelkolvorganet (6-8) växlar svängningsriktning, så att den utgående axeln (11) ständigt roteras i en och samma riktning, - vilken vändningsmekanism innehåller två stycken i motsatta riktningar mot varandra verkande frihjulskopplingar (24, 25) som är anslutna mellan vändningsmekanismen (19) och den utgående axeln (11) - och är monterade med varandra motriktade ingrepps-/frihjuIsfunktioner, - samt medel (27-30) för att överföra en vridningsrörelse mellan de nämnda frihjulskopplingarna (24, 25).A hydraulically or pneumatically actuated pendulum piston engine or ring piston engine, consisting of a cylinder housing (1) with a toroidal cylinder bore (2, 3), in which a pendulum piston member (6-8) is pivotable in two opposite directions of rotation, and wherein the cylinder bore at a place is divided by a piston chamber wall (15), and where the pendulum piston means (6-8) is connected to a pivot mass (9) which is connected to a central, output shaft (11), and where the pendulum piston means (6-8) divides the toroidal cylinder bore in two opposite, closed cylinder chambers (2, 3), each extending over about 120 ° from a central point in the dividing piston chamber wall (15), and where the pendulum piston means consists of two pistons (6, 7) which are connected with each other over an arcuate piston rod (8) substantially midway between the pistons (6, 7), which extends over an angle of about 240 ° and carries at its ends the pistons (6, 7), and which at a central position between the pistons ( 6, 7) is controlled by, and forb with (10) the output shaft (11) via the pivot mass (9), characterized in that - the pivot mass (9) is coupled (26) to a turning mechanism (19) to effect a reversal of the functional influence of the output shaft (11) when the pendulum piston means (6-8) changes direction of rotation, so that the output shaft (11) is constantly rotated in one and the same direction, - which turning mechanism contains two pieces of freewheel clutches (24, 25) connected in opposite directions which are connected between the turning mechanism ( 19) and the output shaft (11) - and are mounted with mutually opposite engagement / freewheel functions, - and means (27-30) for transmitting a rotational movement between the said freewheel couplings (24, 25). 2. En pendelkolvmotor enligt krav 1, kännetecknad av att vändnings- mekanismen utgörs av en differentialformad växel med 4 st samverkande 10 15 20 25 516 724 12 E & D, SE 990313-9, Ref. 23540 vinkelkugghjul (27-30), där två varandra motbelägna drivkugghjul (27, 28) är anslutna till den utgående axeln (11) via var sitt frihjulsnav (24, 25), och där det ena drivkugghjulet (27) är sammankopplat (26) med svängmassan (9), vilken i sin tur är sammankopplad (10) med pendelkolvorganet (6-8).A pendulum piston engine according to claim 1, characterized in that the turning mechanism consists of a differential-shaped gear with 4 cooperating 10 15 20 25 516 724 12 E & D, SE 990313-9, Ref. 23540 bevel gears (27-30), in which two opposing drive gears (27, 28) are connected to the output shaft (11) via their respective freewheel hubs (24, 25), and in which one drive gear (27) is connected (26) with the pivot mass (9), which in turn is connected (10) to the pendulum piston member (6-8). 3. En pendelkolvmotor enligt patentkravet 2, kännetecknad av att kugghjulen (27-30) i vändningsmekanismen (19) har en utväxling av 1:1.A pendulum piston engine according to claim 2, characterized in that the gears (27-30) in the turning mechanism (19) have a gear ratio of 1: 1. 4. En pendelkolvmotor enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att den avdelande kolvkammarväggen (15) inrymmer en ingång för ett pneumatiskt eller hydrauliskt tryckmedium, en inlopps-levakueringskanal (17) till en medurs cylinderkammare (2) en inloppskanal (18) till en moturs cylinderkammare (3) samt en omslagsventil (16) anordnad att vid slutet av ett arbetsslag kasta om tryckriktningen respektive evakueringsriktningen mellan de båda inlopps-/evakueringskanalerna (17, 18), så att pendelkolvorganet (6-8) vänder arbetsriktning.A pendulum piston engine according to any one of the preceding claims, characterized in that the dividing piston chamber wall (15) houses an inlet for a pneumatic or hydraulic pressure medium, an inlet-evacuation channel (17) to a clockwise cylinder chamber (2) an inlet channel (18) to a counterclockwise cylinder chamber (3) and a reversing valve (16) arranged to reverse the pressure direction and the evacuation direction between the two inlet / evacuation channels (17, 18) at the end of a working stroke, so that the pendulum piston means (6-8) reverses the working direction. 5. En pendelkolvmotor enligt patentkravet 4, kännetecknad av att vardera kolvkammaren (2, 3) är tillsluten med en tätning (36, 39) vid vardera änden (35, 38), vilken tätar mot den mellanliggande kolvstången (8).A pendulum piston motor according to claim 4, characterized in that each piston chamber (2, 3) is closed with a seal (36, 39) at each end (35, 38), which seals against the intermediate piston rod (8). 6. En pendelkolvmotor enligt patentkravet 5, kännetecknad av att vardera kolvkammaren (2, 3) har en tryckanslutning vid vardera kolvkammar- änden (35, 38), vilken tryckanslutning via en grenledning (34, 37) är ansluten till inloppskanalen (17, 18) för den motsatta kolvkammaren (2, 3), varigenom tryck samtidigt ges till kolvkammaren (2 resp. 3) och till den motsatta kolvstångs- kammaren.A pendulum piston motor according to claim 5, characterized in that each piston chamber (2, 3) has a pressure connection at each piston chamber end (35, 38), which pressure connection is connected via a branch line (34, 37) to the inlet duct (17, 18). ) for the opposite piston chamber (2, 3), whereby pressure is given simultaneously to the piston chamber (2 and 3, respectively) and to the opposite piston rod chamber. 7. En pendelkolvmotor enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att den innefattar en reglerventil för att reglera strömningen och trycket på det hydrauliska eller pneumatiska tryckmediet till kolvkamrarna (2, 3) och därmed reglering av hastigheten och vridmomentet på den utgående axeln (11). s a. o, se 990313-9, Ref. 23540 5 1 6 7 2 4 1 3A pendulum piston motor according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a control valve for regulating the flow and pressure of the hydraulic or pneumatic pressure medium to the piston chambers (2, 3) and thereby regulating the speed and torque of the output shaft (11) . s a. o, see 990313-9, Ref. 23540 5 1 6 7 2 4 1 3 8. En pendelkolvmotor enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att den är sammansatt av två eller flera parallell- sammankopplade pendelkolvmotorenheter, som verkar på en och samma utgående axel (11). (Figur 7)A pendulum piston engine according to any one of the preceding claims, characterized in that it is composed of two or two parallel interconnected pendulum piston motor units acting on one and the same output shaft (11). (Figure 7) 9. En pendelkolvmotor enligt krav 8, kännetecknad av att de parallellsammankopplade motorenheterna är vridna i minst 5° vinkel i förhållande till varandra i den utgående axelns (11) riktning, så att de olika motorenheterna vänder svängningsriktnlng i olika vinkelläge med avseende på den utgående axeln (13).A pendulum piston motor according to claim 8, characterized in that the parallel-coupled motor units are rotated at least at an angle of 5 ° relative to each other in the direction of the output shaft (11), so that the different motor units reverse the direction of rotation in different angular positions with respect to the output shaft (13).