• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1988003601A1
    申请号:PCT/T1987/000067
    申请日:1987-11-13
    公开日:1988-05-19
    发明作者:Hubert Petutschnig
    申请人:Hubert Petutschnig；
    IPC主号:F01C1-00
    专利说明:
    RotationskolbeneinheitDie Erfindung betrifft eine Rotationskolbenanordnung für einen Motor, eine Pumpe, einen Kompressor od.dgl., bei der in einem Gehäuse zumindest zwei Kolben in ihrer Längsmitte auf Auslegern schwenkbar gelagert sind, wobei die Ausleger drehfest mit einer An- oder Abtriebswelle verbunden sind, deren Mittelpunkt Gehäusemittelpunkt und Koordinatenursprung ist, wobei die Kolbenenden dichtend an der Innenwand des Gehäuses anliegen, wobei die Innenwand bzw. -kontur des Gehäuses in vier Quadranten geteilt ist, von denen gegenüberliegende Quadranten spiegelbildliche Innenkonturen besitzen, wobei die Innenkontur des Gehäuses in jedem Quadranten symmetrisch in Bezug auf dunedjeweilige durch den Quadranten verlaufende Koordinatenachse ist,/wobei die Endpunkte der Innenkontur in jedem Quadranten von Punkten bestimmt sind, die bezüglich des Gehäusemittelpunktesals Koordinatenursprung die x, y Koordinaten x= #1/2und y= #1/2aufweisen, wobei 1 die Kolbenlänge ist. Ziel der Erfindung ist es, einen möglichst gleichmässigen Lauf der Kolben zu erzielen und den Wirkungsgrad des Motors, der Pumpe bzw. des Kompressors möglichst gross zu gestalten. Ferner soll zwischen den Kolben und der Gehäuseinnenwand möglichst geringe Reibung ;ndeine gute Dichtung erzielt werden. Diese Ziele werden bei einer Rotationskolbenanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Schwenkpunkt des Kolbens auf dem Ausleger auf der Höhe der Verbindungslinie zwischen dem voreilenden und nacheilenden Ende des Kolbens gelegen ist, dass die Innenkontur eines der Quadranten von einer gekrümmten Kurve gebildet ist, die zwischen den Endpunkten dieses Quadranten der Gleichung xn+(y+m)n=rngenügt, wobei nA > ist, m eine vorzeichenbehaftete wählbare Strecke auf der die Kurve jeweils halbierenden Koordinatenachse ist, die einer Strecke zwischen dem Gehäuse(koordinaten)mittelpunkt 0 und einem auf dieser Koordinatenachse gelegenen verallgemeinerten Kurvenmittelpunkt entspricht und r der verallgemeinerte Kurvenradius ist, der durch die Summe r = 1 +m + d gegeben ist, wobei d der wählbare Abstand zwischen dem auf der Koordinatenachse befindlichen Kolbenschwenkpunkt und dem Kurvenschnittpunkt mit der Koordinatenachse ist, und dass die Innenkontur in dem an diesen anschliessenden Quadranten durch Abbildung dieses gewählten Kurven abschnittes gebildet ist, bei welcher Abbildung der Kolben um den Gehäusemittelpunkt verdreht wird, das in Drehrichtung nacheilende Kolbenende längs des durch die gewähitenParameter n, m,dbestimmten Kurzenab-schnittes bewegt wird und das voreilende Kolbenende den Kurvenabschnitt im anschliessenden Quadranten bestimmt. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Unteransprüchen sowie den Zeichnungen. Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Fig. schematisch die Innenkontur eines Gehäuses,der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen Fig. leinenSchnitt durch eine Rotationskolbenanordnung, Fig. 2 - 6 verschiedene Möglichkeiten für die Innenkontur des Gehäuses, Fig. 7 einen Rotationskolben, Fig. 8 eine Dichtleiste für einen Rotationskolben und Fig. 9 eine Innenkontur des Gehäuses füreinen Rotationskolben mit abgerundeten Dichtleisten. Fig. lzeigt schematisch einen Schnitt durch die Kolbenanordnung eines Motors bzw. einer Pumpe bzw. eines Kompressors. Das Gehäuse 1 weist eine Innenkontur 2 auf, an der zumindest zweiRotationskolben 3 anliegen vonnSmiAesernemSchwenkpunkt S auf einem Ausleger 4 schwenkbar gelagert ist, der drehfest mit einer An- oder Abtriebswelle 5 verbunden ist, welche um ihren Mittelpunkt, der auch Gehäusemittelpunkt istqrotiert.Mit 3' ist der weitere , dem Kolben 3 gegenüberliegende Kolben auf dem Ausleger 4' dargestellt. Der Gehäusemittelpunkt 0 ist ebenfalls Mittelpunkt eines Koordinatensystems mit x und y Achse. Die Koordinatenachsen stellen ferner Symmetrieachsen für vier Quadranten I,II,III,IVdar, in die die Innenkontur 2 des Gehäuses 1 zur Erleichterung ihrer Konstruktion geteilt sind, und die im wesentlichen durch die Kolbenlänge 1 bestimmt sind. Der Schwenkpunkt S des Kolbens 3 liegt in der Längsmitte des Kolbens 3 zwischen seinen beiden Endpunkten 6 und 7, mit denen der Kolben 3 an der Innenkontur 2 des Gehäuses 1 anliegt. Um ein günstiges Verdichtungsverhältnis zwischen den vom Kolben 3 und der Innenkontur 2 des Gehäuses lbegrenzten Volumina 8 und 9 zu erhalten, wird die Innenkontur 2 des Gehäuses 1 bei gegebener Länge 1 des Kolbens 3 in bestimmter Weise ausgeführt. Erfindungsgemäss wird die Innenkontur 2 im Quadranten 1zwischen den Punkten P und Q von einer Kurve gebildet, welcher der Gleichung xn+(y+m)n=rn genügt. Dabei liegen die Pnitkttee1Pund Q in dem Koordinatensystem mit der x- und y-Achse, diedurch den/Drehpunkt 0 der An- oder Abtriebswelle 5 verlaufen, welche den11 1Koordinatenursprung darstellt, und haben die Koordinaten (+2, +2), (-2,1Ferner bildet die positive y-Achse eine Symmetrieachse für den Kurvenabschnitt zwischen den Punkten P und Q, welche den Quadranten I begrenzen. Der anschliessende Quadrant II des Gehäuses 1 wird von den Punkten Q und R begrenzt, wobei der Punkt R die Koordinated (+1/2, -1/2 besitzt und die positive x-Achse Symmetrieachse für diesen Kurvenabschnitt in Quadrant II ist. Der folgende Quadrant III wird von den Punkten R und T (1 begrenzt und besitzt die negative y-Achse als Symmetrieachse. Der Quadrant IV wird von den Punkten T und P begrenzt. Die Punkte Po, Qo, Ro und T0stellen die Schnittpunkte der jeweiligen Kurve mit den Koordinatenachsen x,y dar. Zur Bestimmung der Kurvenform wird der Abstand d zwischen dem Schwenkpunkt S und dem Punkt Po gewählt. Ferner wird eine vorzeichenbehaftete Strecke m mit positivem oder negativem Vorzeichen gewählt, die vom Ursprung 0 aus auf der y-Achse aufzutragen ist. Bei positiven Vorzeichen wird die Strecke'm in Richtung der negativen y-Achse abgetragen, bei negativen Vorzeichen der Strecke m wird diese in Richtung der positiven y-Achse aufgetragen. Die Strecke 2 + d + m entspricht dem verallgemeinerten Radius r der Kurve zwischen den Punkten P und Q. Der Parameter n ist für die Krümmung des Kurvenabschnittes zwischen den Punkten P und Q massgeblich, insbesondere auch für das Einlaufen des Kurvenabschnittes in die Punkte P und Q und somit für den Tangentialwinkelo < ,derzwischen der Tangente in aen Punkten P und Q und der Verbindungslinietzwischenden Kolbenwendpunkten 6,7gemessen wird.Wenn man durch entsprechende Wahl der Grössen m, d und n gX)die Kurve zwischen den Punkten P und Q bestimmt hat, so erhält man die Kurve zwischen den Punkten Q und R in dem Quadranten II, indem man den Kolben 3 um den Ursprung 0 verdreht, wobei sein nacheilender Endpunkt 6 längs der gewählten Kurvefigleitetund der voreilende Kolbenendpunkt 7 ausgehend von Punkt Q die anschliessende Kurve K11 beschreibt. Diese Abbildung wird so lange fortgesetzt bis der Kolbenendpunkt 6 im Punkt Q zu liegen kommt und Kolben endpunkt 7 in Punkt R gelegen ist. Damit ist die Innenkontur des Gehäuses 1 festgelegt, da gegenüberliegende Quadranten I bzw. III und II bzw. IV einander spiegelbildlich sind. Die Innenkontur 2 beeinflusst durch ihre Form die spezifischen Verhältnisse des Rotationskolbens für die Pumpe, den Motor bzw. den Kompressor insbesondere bezüglich Kompressionsvolumen, Gleiteigenschaften usw. Der Kurvenparameter n und der Tangentialwinkel < hängen in gewisser Weise zusammen und es ist zweckmässig, wenn &alpha;/6#n###,vorzugsweise n###ist, und wobei < der gewünschte Tangentialwinkel der Kurve in ihren Endpunkten IP,Qbzw. RT ist und < # # 15 , vorzugsweise 20 - 40 , beträgt. Bei grösserem Tangential-winkel, z.B. grösser als 40 werden die Kurven im Bereich der Endpunkte P, Q stärker gekrümmt, jedoch im Mittelbereich stark abgeflacht. Sie zeigen jedoch ein nicht so günstiges Verhältnis zwischen den vom Kolben 3 und der Innenwand des Gehäuses begrenzten Volumina. Votteilhaft ist es, wenn 0,003#d#0,3,vorzugsweise 0,06#d#0,2ist bzw. wenn ###m###,vorzugsweise ###m > 1ist. Die grösse d und m sowie n bestimmen die Kurvenform, die wiederum unter Voraussetzung einer möglichst geringen Reibung bzw. in Hinblick auf ein günstiges Verhältnis der Volumina in den einzelnen Quadranten bestimmt wird. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn für n-2 m zwischen ##bis 80, vorzugsweise etwa bei für n#3 m zwischen ## bis i , vorzugsweise etwa beifür n#4m zwischen ##bis *vorzugsweise etwa bei 2 > 5' für n-5 m zwischen ## bis ## vorzugsweise etwa bei -1 780 80 80 für n#6 m zwischen -9 bis +1 vorzugsweise etwa bei -4, 80 80 80 für n# m zwischen -11 bis -1 vorzugsweise etwa bei -6 und 80 80 80 für n¯8 m zwischen-##bis -3 vorzugsweise etwa bei ##ligt, bzw. dass für n=## m=37,für n=2,4 m=31 für n=2,5 m= 26 und für n=2,7 m= 19,4 ist. 80 80 80 80 2,3Bei der Ermittlung der Kurve zwischen den Punkten P und Q könnteman derart vorgehen, dass anstelle die Kurve zwischen den Punkten P und Q zu errechnen,der Kurvenverlauf zwischen P und Po ermittelt wird und dieser Verlauf bezüglich der positiven y-Achse gespiegelt wird.Die Abbildung der Kurve zwischen den Kurven P und Q auf den zweiten Quadranten kann entweder durch punktweises Abbilden oder durch Berechnung mit entsprechenden Abbildungsgleichungen erfolgen. Die gewählte Kurve im Quadranten I und die anschliessende Kurve im Quadranten II besitzen den gleichen Tangentialwinkelctin in dem Punkt Q, womit ein stetiges bzw. ruckfreies Ineinandergehen der Kurven gewährleistet ist. Mit der Bestimmung der Kurve kann man in einem beliebigen Quadranten beginnen, da die Quadranten spiegelsymmetrisch sind bzw. die Kurve in folgenden Quadranten durch Abbildung erhalten wird. Die Abbildung der jeweils gewählten Kurve kann nach einer beliebigen Seite erfolgen. Die erfindungsgemäss angeführten Kurven geben gute Bedingungen be zugleichdes Tangentialwinkels, des Gleitens des Kolbens 3 an der Hüllkurve bzw. Innenkontur sowie zur Erzielung guter Verhältnisse zwischen den vom Kolben 3 in den einzelnen Quadranten begrenzten Volumina 8, 9. Fig. 2 zeigt eine Schar von gewählten Kurven K,K',K",K"',die bei n=2 verschiedenen m-Werten bzw. verschiedenen d-Werten entsprechen und somit verschieden gelegene Punkte Po besitzen. Schematisch ist dargestellt, wie die äusserste Kurve K bzw. die innerste Kurve K"' bei Verdrehen des Kolbens 3 um den Koordinatenursprung 0 auf die Kurven K bzw. K"' im Quadranten II abgebildet werden, während sich der Schwenkpunkt S um den Koordinatenursprung 0 auf einer Kreisbahn mit dem Radius 2bewegt. Man erkennt ferner, dass mit kleiner werdendem d die Kurven flacher werden und sich in ihrem Mittelbereich einer Geraden annähern. Gleiches gilt für die in den Fig. 3 - 6 dargestellten Kurven, bei denen der Parameter n entsprechend die Werte 3, 4, 5 und 6 annimmt. Bei gleichem m werden die Kurven mit zunehmendem n flacher. Zur Kurve K in Fig.5ist zu bemerken, dass eine Abbildung der gewählten Kurve K in den Quadranten II eine Kurve ergibt, die in der Praxis aufgrund der vorhandenen Wellung im Kurvenverlauf und der auftretenden Kolbenschwenkungen nicht gut verwendbar ist. Bei zunehmenden Werten von n ist es somit zweckmässig, die Werte d kleiner zu wählen, was auch die Kurve K" der Fig.5zeigt. In Fig.6 ist nur mehr eine der Kurve K' entsprechende Kurve K' im Quadranten II eingezeichnet, die einem d-Wert entspricht, der relativ klein ist, da grössere d-Werte zu Kurven führen, die aufgrund ihrer Welligkeit keinen praktischen Wert besitzen. Man erkennt ferner, dass aufgrund des grossen Wertes von n und des kleinen Wertes von d die Kurven im Quadranten I über einen sehr grossen Teil ihrer Länge an eine Gerade angenähert sind. Fig. 7 zeigt einen Schwenkkolben 3, der auf einem Schwenkbolzen 10 mit dem Schwenkpunkt S gelagert ist. Die Endpunkte der Dichtleisten 11,12, die von den Kolbenenden getragen sind, sind'mit 6 und 7 bezeichnet und liegen im Quadranten I an der Gehäuseinnenwand 2 > -die von der gewählten Kurve gebildet ist, an. Zu bemerken ist ferner, dass die der Wand des Gehäuses 1 zugekehrte Fläche 13 des Kolbens 3 nahezu dieselbe Krümmung aufweist wie die gewählte Kurve im Quadranten I bzw. III. Bei Wahl einer derartigen Fläche 13 des Kolbens 3 wird es möglich, z.B in dem Quadranten I eine nahezu vollständige Verdrängung des in dem Verdrängungsraum enthaltenen Fluides zu erhalten, womit ein optimaler Wirkungsgrad des Motors der Pumpe bzw. des Kompressors erreicht wird. Die Dichtleisten 11, 12 können in ihren Lagerausnehmungen 14 mit angedeuteten Federn 14' federnd gelagert sein und mit diesen Federn gegen die Innenwand 2 des Gehäuses 1 gedrückt werden. 12Fig. -8zeigt eine Dichtleiste 11@die nicht exakt in einem Punkt 6 mit der Gehäuseinnenwand 2 in Berührung gebracht werden kann, sondern die Dichtleiste 11 ist an der dem Gehäuse zugewandten Fläche 15 abgerundet.Fig. 9 zeigt schematisch einen Kolben 3 mit derartigen Dichtleisten 11, 12 in einem Gehäuse 1 angeordnet. Im Quadranten listdie gewählte Kurve von Punkt Po bis zum Punkt Q dargestellt. Die Dichtleiste 12 liegt hiebei mit ihrem seitlichen, dem Schwenkpunkt S des Kolbens 3 zugekehrten Bereich 17 an der Innenwand des Gehäuses an bzw. die Krümmung des Flächenbereiches 17 ist an die Krümmung der Innenkontur 2 des Gehäuses 1 in diesem Bereich angepasst. Für die - angedeutete Dichtleiste 11 gelten spiegelbildliche Bedingungen. Die in Fig. 8 strichliert angedeutete Spitze 6 der12Dichtleiste/würde im Punkt Q zu liegen kommen; da die Fläche 15 der Dichtleiste 12 jedoch gerundet ist, endet die gekrümmte Fläche 15 in einem geringen Abstabd vom Punkt Q. In einer Stellung @, in der der Schwenkpunkt des Kolbens 3 auf der x-Achse liegt, ist eine Linie 16 auf der Fläche 15 vorhanden, an der die gekrümmte Fläche 15 der Dichtleiste 12 sich von ihrer Anlage an der Innenwand des Gehäuses abhebt. Der Abstand A zwischen den Linien 16 auf dem Dichtleisten 11 und 12 (Fig.7) kann hiebei um etwa 1/20 bis 1/8 kleiner sein als der Abstand zwischen den Punkten P und Q bzw. als die wirksame Kolbenlänge 1. Die Kurve im Quadranten II des Gehäuses 1 wird nun auf gleiche41 Weise z.B. durch Abbildung ermittelt wie die Kurven/im Quadranten II der Fig. 1 - 6, jedoch ist dabei zu beachten, dass die erhaltene Kurve 40 etwas in Richtung auf den Koordinatenursprung 0 verschoben ist, da ja der die Kurve erzeugende Punkt 16 nicht lagefest verbleibt, sondern die Kurve von dem jeweils äussersten Punkt der gekrümmten Fläche 15 der Dichtleiste 11 bestimmt wird. Man erkennt anhand der eingezeichneten Flächen 15', dass die Fläche 15 der Dichtleiste 11 über die entwickelte Kurve abg leitet bzw. immer ein anderer Punkt der Fläche die abgebildete Kurve berührt, bis sie mit einem in ihrer Mitte liegenden Punkt im Punkt Qo zu liegen kommt. Bei Weiterbewegung der Dichtleiste 12 gleitet die40 Fläche 15 weiter relativ zur aufgespannten Kurve/und erreicht schliesslich in bezug auf die Innenkontur 2 im Quadranten II eine zur Lage im Quadranten I spiegelbildliche Lage/ iniPunkt R. In dieser Lage würde die Dichtleiste 11 die im Punkt Q darge-stellte Lage der Dichtleiste 12 einnehmen. Vorteilhafterweise beträgt der Abstand a zwischen der Mitte der gekrümmten Fläche 15 der Dichtleisten 11, 12 und den auf der Kurve ge wähltenPunkten P, Q etwa 1/50 bis 1/400 der Kolbenlänge.(Fig.8). Es ist möglich, die Innenkontur an die durch die gewählten Parameter bestimmte Kurve auch nur anzunähern und z.B. durch die Federung der Dichtleisten Ungenauigkeiten bzw. Spiele auszugleichen. WerteDie. angegebenen Bereiche bzw./für die Parameter d und m beziehen sichEinheiten der jeweils auf / Kolbenlänge 1, die durchwegs mit 1 angesetzt wurde undsomit als Faktor bei den Werten für n und d nicht aufscheinen. Wenn z.B. die Kolbenlänge 80 mm beträgt und für die Kurve ein Wert von d= 0,07 bzw. ein Wert von m=70 gewählt wurde bedeutet dies, dass die Strecke d in natura 7,2 mm80 und die Strecke m in natura 70 mm betragen. Im folgenden wird die Funktion der Rotationskolbenanordnung im Betrieb als Kompressor, Pumpe bzw. Motor anhand der Fig. la beschrieben. Kompressor:Die Rotationskolben werden von der Welle 5 angetrieben. Im Gehäuse sind Ansaug- und Auslassöffnungen, vorzugsweise an der Umfangslinie des Gehäusemantels, vorgesehen, wobei die Austrittsöffnungen im Bereich 27 (Fig.la) und 24 in Abhänigigkeit vom Schadraum in der oberen Kolbenstellung liegen und die Einlassöffnungen 22 und 26 in Abhängigkeit von den Austrittsöffnungen in dem Bereich 28 liegen. Die Abweichung bzw. der Bereich 27 wird so gewählt, dass der Kolben 3 mit seinem nacheilenden Ende die Hinterkante 29 des Auslassschlitzes 20 erst überschreitet (freigibt), wenn das im Schadraum 8 befindliche, verdichtete Gas auf Umgebungsdruck (1Bar)expandiert ist. (Schadraum Volumen zwischen der Kolbenkrümmung und dem Gehäuse im oberen Totpunkt, bzw. zusätzlich der Raum 30 zwischen Verdichtungsraum und Rückschlagventil im Raum -20). Der Rotationskompressor arbeitet als typische 2 Taktmaschine, und zwar unter Ansaugen und Verdichten, wobei sich jeder Takt über 90 erstreckt, so dass jeder der beiden Kolben pro Wellenumdrehung 2 Arbeitstakte erbringt. Ein 2-Kolbenkompressor erbringt somit insgesamt 4 Arbeitstakte pro Wellenumdrehung. Durch Verdrehung des Kolbens 3 (Fig.la)aus der dargestellten Position wird der Volumsraum 9 durch die oeffnung 22+gefüllt. Der Verdichtungstakt beginnt, wenn das nacheilende Kolbenende das Dichtelement daeKante 31 überschreitet. Bei Erreichen eines Druckes der grösser ist als der Gegendnuck, der das Ventil bei 24 auf der Gegenseite beaufschlagt, verlässt das verdichtete Gas die Kammer durch die Uffnung im Bereich 24. Das im Schadraum verbliebene Restgas expandiert bei Weiterdrehung des Kolbens unter Arbeitsabgabe auf Umgebungsdruck; durch Einlass 26 beginnt der nächste Zyklus mit einem neuerlichen Ansaugtakt. Der erforderliche Einlass- und Auslassquerschnitt wird erreicht, indem die erforderliche Fläche in Form eines Langloches (Schlitzes) quer zur Rotationsrichtung weitestmöglich gestreckt wird, so dass in der Folge der Abstand zwischen Vorder- und Hinterkante dieses Schlitzes in Rotationsrichtung gesehen möglichst klein wird. Fl uidpumpe: Eine Fluidpumpe fördert (vorzugsweise) flüssige Medien. Der gesamte Innenraum 31, der nur durch die beiden (schematisch angegebenen) Kolbenunterseiten 32/32' und die Gehäuseinnenwand 2, begrenzt ist, und somit einer Volumsänderung von zirka dem doppelten Volumen 9 pro Umdrehung um 90"(1/4 Umdrehung) unterliegt, wird als 3. Arbeitsraum verwendet. Durch die Inkompressibilität der flüssigen Medien wird somit das "Hubvolumen" der Maschine pro Wellenumdrehung etwa verdoppelt. Bei Rechtsdrehung der Antriebswelle 5 werden die beiden Kammern 9/33 durch die Cffnungen22 und 26 gefüllt und der volle Innenraum 31 durch die Uffnungen 30 und 24 entleert. Bei gleichzeitiger Oberschreitung der Position 90"und 2700 durch beide Kolben sind die beiden Kammern 9 und 33 maximal gefüllt bzw. der Innenraum 31 maximal entleert. Bei weiterer Rotation auf 1800bzw. 360 werden die Kammern 9 und33 entleert und der Innenraum 31 maximal gefüllt. Eine Verschiebung der Cffnungen20, 22, 24, 26 um den Betrag 27 oder 28 wie beim Kompressor ist nicht erforderlich. Motor:Die Ausführungsform für Verbrennungsmotoren sieht im Bereich 0bzw.360"zumindest eine Zündkerze vor, im Bereich von ca. 125 - 165 eine Auspufföffnung und eine Ansaugöffnung im Bereich von ca. 200 - 240 bei RechtsdrehungAus der Position 1800des Kolbens 3' bewirkt eine Verdrehung des Kolbens 3' die Kammerfüllung in 33 durch die Uffnung 25. Die maximale Kammerfüllung wird in Stellung 270 erreicht. Die Oberschreitung dieser Stellung bewirkt die Kompression des brennbaren Gemisches.In der Stellung 360"erfolgt bei maximaler Kompression die Zündung, der der Arbeitstakt bis in die Position 90"folgt, wobei der Auslassschlitz 23 die Auslassphase einleitet bzw. bis in die Position 1800durch die Cffnung23 die Abgase ausgeschoben werden. Mit einer Phasenverschiebung von 1800durchläuft der gegenüberliegende Kolben den gleichen Prozessablauf. 9 Fig. 10 Patentansprüche
    权利要求:
    ClaimsP a t e n t a n s p r ü c h e
    1. Rotationskolbenanordnung für einen Motor, eine Pumpe, einen
    Kompressor od.dgl., bei der in einem Gehäuse zumindest zwei Kolben in ihrer Längsmitte auf Auslegern schwenkbar gelagert sind, wobei die Ausleger drehfest mit einer An- oder Abtriebswelle verbunden sind, deren
    Mittelpunkt Gehäusemittelpunkt und Koordin tenursprung ist, wobei die
    Kobenenden dichtend an der Innenwand des Gehäuses anliegen, wobei die
    Innenwand bzw. -kontur des Gehäuses in vier Quadranten geteilt ist, von denen gegenüberliegende Quadranten spiegelbildliche Innenkontur besitzen, wobei die Innenkontur des Gehäuses in jedem Quadranten symmetrisch in
    Bezug auf die jeweilige durch den Quadranten verlaufende Koordinatenachse ist, und wobei die Endpunkte der Innenkontur in jedem. Quadranten von Punkt
    (P,Q,R,T) bestimmt sind, die bezüglich des Gehäusemittelpunktes als
    Koordinatenursprung die x, y-Koordinaten x= + und y= + 1 aufweisen, wobei 1 die Kolbenlänge ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkpunkt
    (5) des Kolbens (3) auf dem Ausleger (4) auf der Höhe der Verbindungslinie zwischen dem voreilenden (7) und nacheilenden (6) Ende des Kolbens (3) gelegen ist, daß die Innenkontur eines der Quadranten (I,II,III,IV) von einer gekrümmten Kurve gebildet ist, die zwischen den Endpunkten (P,Q) dieses Quadranten (I) der Gleichung xn + (y+m)n = rn genügt, wobei n≥2 ist, m eine vorzeichenbehaftete wählbare Strecke auf der die Kurve jeweils halbierenden Koordinatenachse (x,y) ist, die einer Strecke zwischen dem Gehäuse(koordinaten)mittel punkt 0 und einem auf dieser Koordinatenachse gelegenen verallgemeinerten Kurvenmittel punkt (R) entspricht, und r der verallgemeinerte Kurvenradius ist, der durch die Summe r = ' j + m + d ge geben ist, wobei d der wählbare Abstand zwischen, dem auf der Koordinatenachse befindlichen Kolbenschwenkpunkt (S) und dem Kurvenschnittpunkt (Po) mit der Koordinatenachse ist, und daß die Innenkontur in dem an diesenanschließenden Quadranten (II) durch Abbildung dieses gewählten Kurvenabschnittes gebildet ist, bei welcher Abbildung der Kolben (3) um den Gehäusemittelpunkt (0) verdreht wird, das in Drehrichtung nacheilende Kolbenende
    (6) längs des durch die gewählten Parameter n, m, d bestimmten Kurvenabschnittes bewegt wird und das voreilende Kolbenende (7) den Kurvenabschnitt im anschließenden Quadranten (II) bestimmt.
    2. Rotationskolbenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß n gerade und ungradzahlige Werte besitzt.
    3. Rotationskolbenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise n ist, und wobeiαder gewünschte Tangentialwinkel der Kurve in ihren Endpunkten (P,Q) ist, und α≥15°, vorzugsweise 20 - 40°, beträgt.
    4. Rotationskolbenanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch insbesondere 0,07 - 0,1, gekennzeichnet, daß 0,003≤ d≤0,3, vorzugsweise 0,06≤d ≤0,2./ist.
    5. Rotationskolbenanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß 1 vorzugsweise insbesondere ist.
    6. Rotationskolbenanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß für n~2 m zwischen bis vorzugsweise etwa bei für n~3 m zwischen bis vorzugsweise etwa bei , für n~4 m zwischen bis vorzugsweise etwa bei für n~5 m zwischen bis vorzugsweise etwa bei für n~6 m zwischen bis vorzugsweise etwa bei für n~7 m zwischen bis vorzugsweise etwa bei und für n~8 m zwischen - bis vorzugsweise etwa bei liegt, bzw.d μ ß für n=2,3 m= für n=2,4 m=3 für n=2,5 m=26 und für n=2,7 m= ist.
    7. Rotationskolbenanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Innenfläche (2) des Gehäuses (1) anliegenden Kolbenenden (6,7) von vorzugsweise federnd gelagerten Dicht!eisten/mit gerundeter Anlagefläche (15) gebildet sind.
    8. Rotationskolbenanordnung nach einem der Ansprüche 1 -7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den dem Schwenkpunktzugewandten Anlagepunkten (16) der im voreilenden (7) und der im nacheilenden (6) Kolbenende angeordneten Dichtleisten (11, 12) an der Innenfläche (2) des Gehäuses (1) etwas kleiner ist, vorzugsweise etwa um 1/20 bis 1/8 kleiner als die der gewählten Kurve zugrundegelegte Kolbenlänge (1).
    9. Rotationskolbenanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (15) der Dichtleiste(11,12) in ihren seitlichen, dem Schwenkpunkt (S) des Kolbens (3) zugewandten Bereich eine der Krümmung der Innenkontur (2) des Gehäuses (1) im Bereich des jeweilige Kurvenendpunktes (P,Q) entsprechende Rundung aufweist.
    10. Rotationskalbenanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die der Innenwand (2) des Gehäuses (1) zugewandte Kolbenfläche (13) an die durch die gewählte Kurve gegebene Innenkontur des Gehäuses angepaßt ist bzw. mit dieser im wesentlichen übereinstimmt.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    JP5094890B2|2012-12-12|内燃機関およびその作動方法
    US7178502B2|2007-02-20|Balanced rotary internal combustion engine or cycling volume machine
    US3560119A|1971-02-02|Fluid pump or motor
    CA2032240C|1995-02-07|Multi-port valveless pump
    KR100935749B1|2010-01-06|기체용 왕복 피스톤 압축기
    Colbourne1975|Gear shape and theoretical flow rate in internal gear pumps
    KR930009730B1|1993-10-09|가변용량식 사판형 압축기
    US6739852B1|2004-05-25|Rotary engine and method for determining engagement surface contours therefor
    KR970000336B1|1997-01-08|루트형 송풍기용 향상된 유입구 구멍
    US4714417A|1987-12-22|Internal axis single-rotation machine with intermeshing internal and external rotors
    EP0222109A1|1987-05-20|Mehrzylinderrotationsverdichter
    KR101231213B1|2013-02-07|연속 토크 역변위 비대칭 회전 엔진
    US7080976B2|2006-07-25|Volumetric rotary machine
    US3233554A|1966-02-08|Air compressor
    FR2585084A1|1987-01-23|Compresseur a palettes a debit variable pour appareil de climatisation de vehicule automobile
    US20040101426A1|2004-05-27|Pump
    KR20060025169A|2006-03-20|회전 기관
    KR20070119689A|2007-12-20|방사상 축, 구형식 로터리 머신
    JP5118481B2|2013-01-16|容積が周期的に可変である作動室アセンブリを備えたロータリー作動機械、特に圧縮機
    JPH07293440A|1995-11-07|圧縮機
    GB2037371A|1980-07-09|Rotary positive displacement fluid machines
    US2023466A|1935-12-10|Pump
    DE69918807T2|2005-08-04|Rotationskolbenmaschine
    US8424505B2|2013-04-23|Variable-volume rotary device, an efficient two-stroke spherical engine
    US4971002A|1990-11-20|Rotary internal combustion engine
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0289561A1|1988-11-09|
    AU8232687A|1988-06-01|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1988-05-19| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AU DK FI JP NO US |
    1988-05-19| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1988-07-12| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1987907403 Country of ref document: EP |
    1988-11-09| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1987907403 Country of ref document: EP |
    1991-01-17| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1987907403 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]