(57)【要約】      （修正有）【課題】新規な容積型デバイスの提供。【解決手段】本デバイスは、ハウジング１０７、その内壁に沿って動く第１の部分１０２、その内面に対して動作可能でウイングを有する第２の部分１０１、ハウジング上の入口・出口１２８，１２９を有する。部分１０２，１０１は連続動作可能であり、ウイングは第１の部分の隣接ウイング間で動作可能であり、協働するウイング対間に形成されるチャンバーはその回転サイクル中容積が増減する。部分１０２，１０１の第１端部は開口１２８，１２９を有する第１のカバー１０４と接触状態であり、カバー１０４は壁を構成しかつ部分１０２，１０１の第２端部は第２のカバー１０３で覆われかつ部分１０１はカバー１０３と接触状態である。圧力降下溝がウイング表面とウイングの半径方向端面に設けられ、部分１０２，１０１の動作はギヤ機構２０１によって生じる。【選択図】図２
2018119551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容積型のポンプあるいは圧縮機のためのデバイスであって、
ａ）二つの相互に動作可能な部分（１０１；１０２）を取り囲む非回転ハウジング（１０７）であって、前記部分は同軸の回転軸線（１５５）を有する、非回転ハウジング（１０７）と、
ｂ）前記ハウジング（１０７）の内壁に沿って、その外周によって、制御可能に回転方向に動作可能である第１の部分（１０２）と、
ｃ）前記第１の部分（１０２）の内周面に対して制御可能に動作可能である第２の部分（１０１）であって、この第２の部分（１０１）はハブ（１４６）を有し、このハブ（１４６）は、相互角度間隔が存在するように配置された少なくとも二つの半径方向外側に向けられたウイング（１４７）を有する、第２の部分（１０１）と、
ｄ）前記ハウジング（１０７）の壁と関連付けられた少なくとも一つの入口開口（１２８）および少なくとも一つの出口開口（１２９）と
を具備し、
ｅ）前記第１の部分（１０２）は少なくとも二つの半径方向内側に向けられたウイング（１３９）を内部に有し、前記ウイング（１３９）は、このウイング（１３９）間に前記第１の部分（１０２）の湾曲した内壁（１５４）に沿った相互角度間隔が存在するように配置されており、
ｆ）前記第２の部分（１０１）の前記ウイング（１４７）間の前記ハブ（１４６）の部分は、前記第１の部分（１０２）の前記ウイングの湾曲した自由端部（１５７）とスライド可能なあるいは隣接接触状態であり、
ｇ）前記第２の部分（１０１）の各ウイングの湾曲した自由端部（１５８）は、前記第１の部分（１０２）の二つの隣接する前記ウイング（１３９）のそれぞれのものの間に配置された、前記第１の部分（１０２）の前記湾曲した内壁（１５２）とスライド可能なあるいは隣接接触状態であり、
ｈ）前記第１の部分（１０２）および前記第２の部分（１０１）はいずれも、相互に可変な動作を伴って連続的に回転可能に動作可能であり、前記第２の部分（１０１）の前記ウイング（１４７）は前記第１の部分のそれぞれの隣接ウイング（１３９）間で動作可能であり、これによって、前記第１の部分（１０２）および前記第２の部分（１０１）の協働するウイング（１３９；１４７）の対間に形成されるチャンバー（１５９〜１６２）はそれぞれ、この形成されたチャンバーの回転サイクルの推移の間、容積が連続的に増大・減少し、かつ、減少・増大し、
ｉ）前記二つの部分（１０２；１０１）の一つの第１の軸方向端部は前記チャンバー（１５９〜１６２）との制御された連通のための開口（１２８；１２９）を有する第１のカバー（１０４；１０５；１０６）とスライド可能なあるいは隣接接触状態であり、前記第１のカバー（１０４；１０５；１０６）は前記壁を構成し、かつ、前記二つの部分（１０２；１０１）の第２の軸方向端部は、前記第１の部分（１０２）に対して取り付けられかつそれと共に回転する第２のカバー（１０３）によって覆われ、かつ、前記第２の部分（１０１）は前記第２のカバー（１０３）とスライド可能なあるいは隣接接触状態であり、
ｊ）圧力降下溝またはいわゆる圧力降下トラップ（１４０；１４８；１５０；１５１）が、前記第１の部分（１０２）および前記第２の部分（１０１）の各ウイング（１３９；１４７）の表面に設けられ、
前記圧力降下溝は、
前記第１のカバー（１０４；１０５；１０６）および前記第２のカバー（１０３）にそれぞれ面する前記第２の部分（１０１）の前記ウイング（１４７）における表面の二つの上に、
前記第１のカバー（１０４；１０５；１０６）に面する前記第１の部分（１０２）の前記ウイング（１３９）における表面の一つの上に、
前記第２の部分（１０１）における前記ハブ（１４６）に面する前記第１の部分（１０２）における前記ウイング（１３９）の半径方向端面（１５７）に、そして前記第１の部分（１０２）の前記内周部分（１５４）に面する前記第２の部分（１０１）の前記ウイング（１４７）の半径方向端面（１５７）に
設けられ、
ｋ）前記相互に動作可能な部分（１０２；１０１）の動作は、前記機械の回転可能なメイン駆動シャフト（１１６）と作用的に協働する制御ギヤ機構（２０１）によって引き起こされることを特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記制御ギヤ機構（２０１）は、
固定的に取り付けられた楕円形歯車（２０７）を備えた回転メイン駆動シャフト（１１６）と、
第１の相互軸方向距離（ｄ１）を伴って固定的に相互結合された回転楕円形歯車（２０８；２０９）および回転円形歯車（２２０；２２１）の二つの第１の同軸セットであって、前記歯車（２０８；２０９；２２０；２２１）の回転軸線は前記メイン駆動シャフト（１１６）の回転軸線と平行であり、前記第１のセットの前記楕円形歯車は、前記メイン駆動シャフト（１１６）に固定的に取り付けられた前記楕円形歯車（２０７）と歯車係合をなし、かつ、前記第１のセットの前記円形歯車（２２０；２２１）は、その回転のための前記第１の部分（１０２）のための第１のサブ駆動シャフト（１６７）上で円形歯車（２２４）と歯車係合をなす、二つの第１の同軸セットと、
第２の相互軸方向距離（ｄ２）を伴って固定的に相互結合された回転楕円形歯車（２１０；２１１）および回転円形歯車（２２２；２２３）の二つの第２の同軸セットであって、前記歯車の回転軸線は前記メイン駆動シャフト（１１６）の回転軸線と平行であり、前記第２のセットの前記楕円形歯車（２１０；２１１）は、前記メイン駆動シャフト（１１６）に固定的に取り付けられた前記楕円形歯車（２０７）と歯車係合をなし、かつ、前記第２のセットの前記円形歯車（２２２；２２３）は、その回転のための前記第２の部分（１０１）のための第２のサブ駆動シャフト（１３３）上で円形歯車（２２５）と歯車係合をなす、二つの第２の同軸セットと、
を具備する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記回転メイン駆動シャフト（１１６）は、前記第１の部分（１０２）のための第１の回転サブ駆動シャフト（１６７；１３１）と、そして前記第２の部分（１０１）のための第２の回転サブ駆動シャフト（１３３）と、それぞれ、作用的歯車結合状態（２０２〜２０６）であり、協働する楕円形歯車（２０７〜２１１）が前記各歯車結合（２０２〜２０６）に含まれており、かつ、前記メイン駆動シャフト（１１６）および前記第１および第２のサブ駆動シャフト（１６７，１３１；１３３）は同軸である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記制御ギヤ機構（２０１）は、前記第１および第２の相互に動作可能な回転部分（１０２；１０１）の相互に変化する動作を制御する連続的な回転動作を呈し、これらの部分（１０２；１０１）の動作に関する回転パターンは、前記第１および第２のセットの前記楕円形歯車（２０８；２０９；２１０；２１１）における、そして前記メイン駆動シャフト（１１６）上の前記楕円形歯車（２０７）における最大および最小直径間の比率の関数である、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項５】
前記ハウジング（１０７）は、前記第１の部分（１０２）における少なくとも一つのウイング（１３７）からの冷却空気の吹き出しのための少なくとも一つの半径方向に配置された開口（１２１）を有し、前記ウイング（１３７）の外側に面する部分は、リセスまたは凹部（１４３）を有するように構成される、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記第１のカバー（１０５）は、少なくとも二つの流体吸入ゲート（１２８）および少なくとも二つの流体排出ゲート（１２９）を備える、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項７】
吸入ゲート（１２８）および排出ゲート（１２９）の対は隣接している、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
吸入ゲート（１２８）の対は、前記二つの部分（１０２；１０１）の回転軸線（１５５）に関して正反対の位置に配置され、かつ、排出ゲート（１２９）の対は前記二つの部分の回転軸線に関して正反対の位置に配置される、請求項６に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容積型の機械のためのデバイスであって、ａ）二つの相互に動作可能な部分を取り囲む非回転ハウジングと、ｂ）その外周によってこのハウジングの内壁に沿って制御可能に回転方向に動作可能である第１の部分と、ｃ）第１の部分の内周面に対して制御可能に動作可能である第２の部分と、ｄ）ハウジングの壁と関連付けられた少なくとも一つの入口開口および少なくとも一つの出口開口とを備えたデバイスに関する。
【０００２】
さらに本発明は、第１の態様において、同軸である第１の部分および第２の部分の連続した相互に変化する動作を生じさせるための制御ギヤ機構に関し、第１および第２の部分はメイン駆動シャフトと作用的に協働状態であり、そして第２の態様では、機械デバイスにおける二つの連続的に回転する相互に動作可能な機能部分を制御するために機械デバイスと作用的に協働する制御ギヤ機構に関し、これによって同軸である第１および第２の部分の機械デバイス内での連続的な相互に可変な動作が引き起こされ、第１および第２の部分は制御ギヤ機構の一部を形成する回転メイン駆動シャフトと作用的に協働状態であり、
メイン駆動シャフトは、第１の部分のための第１の回転サブ駆動シャフトと、そして第２の部分のための第２の回転サブ駆動シャフトとそれぞれ作用的歯車結合状態であり、
上記歯車結合は、その中に協働する楕円形歯車を含み、かつ、回転メイン駆動シャフトは固定的に取り付けられた楕円形歯車を備える。
【０００３】
本発明はまた、このような制御ギヤ機構の使用法に関する。
【背景技術】
【０００４】
文献から、そして製品として、燃焼エンジン、コンプレッサーおよびポンプといった非常に多数のさまざまなタイプの容積型機械が知られている。だが、そうした機械は、ほとんどの場合、二つの平行な、または二つの偏心的に配置された回転軸線を持つように構成される。
【０００５】
回転ジオメトリーに基づく容積変化に基づく燃焼エンジンとして最も知られるのはバンケルエンジンであり、それは現在でも依然として開発が続いている。しかしながら、幾何学的な容積変化に基づく、その他の内燃ロータリーエンジンには商業的利用が見つかっていない。
【０００６】
公知のバンケルエンジンは、固定包囲ハウジング内で偏心的に回転する、ただ一つのローターを有している。その第１の実施形態では、それは、現在よく知られたバージョンではそれ自身の軸線を中心に回転させられるのがハウジングであるように構成されたが、これは、バンケルエンジンのこの第１の変形例が実際にはツーローターエンジンとして具現化されたことを意味する。
【０００７】
しかしながら、バンケルエンジンは、時間単位範囲当たり高回転を発揮するその能力、ほとんど振動のない動作、小さな構造的サイズ、そして低重量であるにもかかわらず、大きな商業的成功を収めていない。これは、ステータの内周面の移動経路の精密研磨およびコーティングに関する要求による比較的高い製造コスト、特に周縁に向うステータとローターとの間の重要なシーリング問題といったかなりの欠点に起因する。これは、これらのシーリング面が、ほとんどストライプのように非常に狭くなることにより、そしてこの場合、当接角度は回転中、顕著に変更される。これらの問題のいくつかは、ある程度、技術的視点から解決されているが、ジオメトリーに関する課題はほぼ解決不可能であると思われる。とりわけ、周縁でのローターとステータとの間のチャンバー内の燃焼面は非常に大きくなり、圧縮比は幾何学的に非常に小さい。これは、都合の悪いことに、効率が低く、しかも燃料消費が大きなバンケルエンジンをもたらす。
【０００８】
文献および多数の特許公報には、さらに、偏心回転軸線を備えた一つまたは二つのローターを有する機械に関連した、かなりの数の提案が見い出される。
【０００９】
以下の特許公報、すなわちＵＳ２０１２／００８０００６−Ａ１、ＵＳ３４３０５７３−Ａ、ＵＳ２００４／０１８７８０３−Ａ１、ＷＯ０３／００８７６４−Ａ１、ＵＳ５６２２１４９−Ａ、ＧＢ１０２１６２６−Ａ、ＧＢ１０２８０９８−Ａ、ＵＳ３３５６０７９−ＡおよびＵＳ３１１２０６２−Ａは関連先行技術の提示である。
【００１０】
回転ジオメトリーを有する純粋な容積または膨張機械は、たいてい、ガスのための圧縮機、そしてある程度、ガスのための膨張機械として具現化される。二つの平行なローターおよび回転軸線を有するスクリュー圧縮機には、現在、特に加圧空気を生成するために広く用いられている。圧力を機械的パワーに変換する膨張機械の分野において、特に、偏心回転軸線を備えたラメラベース機械が存在し、これらはまた、加圧された空気によって動力供給されるツールのために使用される。
【００１１】
同様のタイプの他の構造体は、いわゆる容積型機械である、例えば液体ポンプである。偏心ジオメトリーもまた、たいてい、ポンプにおいて、例えば車のエンジンにおける潤滑剤のためのポンプにおいて使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／００８０００６号明細書
【特許文献２】米国特許第３４３０５７３号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／０１８７８０３号明細書
【特許文献４】国際公開第０３／００８７６４号パンフレット
【特許文献５】米国特許第５６２２１４９号明細書
【特許文献６】英国特許第１０２１６２６号明細書
【特許文献７】英国特許第１０２８０９８号明細書
【特許文献８】米国特許第３３５６０７９号明細書
【特許文献９】米国特許第３１１２０６２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、例えば燃焼エンジンなどの冒頭で述べたタイプのデバイスの通常動作中にシーリングおよび表面比率の両方に関連する課題および周知の問題に対する解決策を見出すことを目的とする。というのは、本発明によれば、コンパクトで軽量な構造を有し、質量力に関して無振動であるといった回転機械の多くの利点を呈し、かつ、存在する必要な圧縮比の選択と同時に、最小限の可動部品しか持たない機械的に簡素な構造を呈する機械を提供することが意図されるからである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、先に言及した機械は、
ｅ）二つの相互に動作可能な部分は同軸の回転軸線を有し、
ｆ）第１の部分は少なくとも二つの半径方向内側に向けられたウイングを内部に有し、ウイングは、このウイング間にこの部分の湾曲した内壁に沿った相互角度間隔が存在するように配置されており、
ｇ）第２の部分はハブを有し、このハブは、相互角度間隔を伴って少なくとも二つの半径方向外側に向けられたウイングを有し、
ｈ）第２の部分のウイング間のハブの一部分は、第１の部分のウイングの湾曲した自由端部とスライド可能なあるいは隣接接触状態であり、
ｉ）他方の部分の各ウイングの湾曲した自由端部は、第１の部分の二つの隣接するウイングのそれぞれのものの間に配置された、第１の部分の湾曲した内壁とスライド可能なあるいは隣接接触状態であり、
ｊ）第１の部分および第２の部分はいずれも、相互に可変な動作を伴って連続的に回転可能に動作可能であり、第２の部分のウイングは第１の部分のそれぞれの隣接ウイング間で動作可能であり、これによって、第１の部分および第２の部分の協働するウイングの対間に形成されるチャンバーはそれぞれ、この形成されたチャンバーの回転サイクルの推移の間、容積が連続的に増大・減少し、かつ、減少・増大し、
ｋ）二つの部分の第１の軸方向端部はチャンバーとの制御された連通のための開口を有する第１のカバーとスライド可能なあるいは隣接接触状態であり、第１のカバーは壁を構成し、かつ、二つの部分の第２の軸方向端部は、第１の部分に対して取り付けられかつそれと共に回転する第２のカバーによって覆われ、かつ、第２の部分は第２のカバーとスライド可能なあるいは隣接接触状態であり、
ｌ）相互に動作可能な部分の動作は、機械の回転可能なメイン駆動シャフトと作用的に協働する制御ギヤ機構によって引き起こされることを特徴とする。
【００１５】
ある実施形態によれば、制御ギヤ機構と協働する回転メイン駆動シャフトは、第１の部分のための第１の回転サブ駆動シャフトおよび第２の部分のための第２の回転サブ駆動シャフトとそれぞれ作用的歯車結合しており、協働する楕円形歯車は、それぞれの歯車結合に組み込まれる。さらに、メイン駆動シャフトならびに上記第１および第２のサブ駆動シャフトは同軸である。
【００１６】
本発明に係る、デバイスのさらなる実施形態は請求項４〜１５から明らかである。
【００１７】
第１の態様によれば、冒頭で述べた制御ギヤ機構は、本発明によれば、制御ギヤ機構の一部を形成する回転メイン駆動シャフトは、第１の部分のための第１の回転サブ駆動シャフトおよび第２の部分のための第２の回転サブ駆動シャフトとそれぞれ作用的歯車結合状態であり、協働する楕円形歯車は、それぞれの歯車結合に含まれ、そしてメイン駆動シャフトおよび上記第１および第２のサブ駆動シャフトは同軸である。
【００１８】
制御ギヤ機構の第１の態様のさらなる実施形態は請求項１７〜１９から明らかである。
【００１９】
冒頭で述べた制御ギヤ機構の上記第２の態様によれば、制御ギヤ機構は、
メイン駆動シャフトならびに上記第１および第２のサブ駆動シャフトは同軸であり、
第１の相互軸方向距離を伴って固定的に相互結合された回転楕円形歯車および回転円形歯車の少なくとも一つの第１の同軸セットであって、歯車の回転軸線は回転メイン駆動シャフトと平行であり、第１のセットの楕円形歯車は、メイン駆動シャフトに固定的に取り付けられた楕円形歯車と歯車係合をなし、かつ、第１のセットの円形歯車は、その回転のための第１の部分のためのサブ駆動シャフト上で円形歯車と歯車係合をなす、少なくとも一つの第１の同軸セットと、
第２の相互軸方向距離を伴って固定的に相互結合された回転楕円形歯車および回転円形歯車の少なくとも一つの第２の同軸セットであって、歯車の回転軸線は回転メイン駆動シャフトと平行であり、第２のセットの楕円形歯車は、メイン駆動シャフトに固定的に取り付けられた楕円形歯車と歯車係合をなし、かつ、第２のセットの円形歯車は、その回転のための第２の部分のためのサブ駆動シャフト上で円形歯車と歯車係合をなす、少なくとも一つの第２の同軸セットと、によって特徴付けられる。
【００２０】
制御ギヤ機構の第２の態様のさらなる実施形態は請求項２０〜２２から明らかである。
【００２１】
制御ギヤ機構の利用法は、それが燃焼エンジンあるいは圧縮機であるときに機械デバイスにおける連続的容積変化する吸入、圧縮および排出チャンバーを形成するために、あるいはそれがポンプである場合に機械デバイスにおける変化する容積スペースを連続的に形成するために、機械デバイスの動作サイクルにおいて、機械デバイスの二つの連続的に回転する相互に動作可能な機能部分を順に制御することである。
【００２２】
以下、本発明について、本発明に関する、デバイスの各部および制御ギヤ機構の、現在好ましい非限定的実施形態を示す添付図面を参照して、さらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】あるエンジン変形例における、本発明に係る機械デバイスの斜視図である。
【図２】図１の実施形態を示す別な斜視図であり、機械カバーの一部が切り欠かれた状態である。
【図３ａ】デバイスの二つの相互に動作可能な部分の第１の部分の前から見た斜視図であり、ここで第１の部分はアウターローターの形態である。
【図３ｂ】デバイスの二つの相互に動作可能な部分の第１の部分の後から見た斜視図であり、ここで第１の部分はアウターローターの形態である。
【図４】デバイスの二つの相互に動作可能な部分の第２の部分の斜視図であり、ここで第２の部分はインナーローターの形態である。
【図５】図４のセクションＶの拡大図である。
【図６】図３ｂに示すように第１の部分の側から見て、結合された二つの相互に動作可能な部分を示す図である。
【図７】相互に動作可能な部分を備えたデバイスの一部の斜視図であり、明確化のためにフロントカバーが取り外されている。
【図８】二つの相互に動作可能な部分を備えたデバイスの一部の斜視図であり、明確化のためにフロントカバーが取り外されており、かつ、当該部分のための非回転ハウジングの一部が切り欠かれている。
【図９】二つの相互に動作可能な部分を含むデバイスの一部の斜視図であるが、明確化のために制御ギヤ機構はそこには含まれておらず、相互に動作可能な回転部分のための非回転ハウジングの半体および制御ギヤ機構のための非回転ハウジングの半体は切り欠かれている。
【図１０】本発明に係る制御ギヤ機構の斜視図である。
【図１１】二つの相互に動作可能な部分を備えかつ部分的に切り欠かれたその周囲ハウジングを備えたデバイス、ならびに制御ギヤ機構および明確化のために部分的に切り欠かれたその周囲ハウジングを示す図である。
【図１２】図１０に示すデバイスを示す図であり、制御ギヤ機構は部分的に分解状態で示されている。
【図１３ａ】制御ギヤ機構において使用するための第１のタイプの歯車セットを示す平面図である。
【図１３ｂ】制御ギヤ機構において使用するための第１のタイプの歯車セットを示す側面図である。
【図１３ｃ】制御ギヤ機構において使用するための第１のタイプの歯車セットを示すXIIIc‐XIIIcでの断面図である。
【図１４ａ】制御ギヤ機構において使用するための第２のタイプの歯車セットを示す平面図である。
【図１４ｂ】制御ギヤ機構において使用するための第２のタイプの歯車セットを示す側面図である。
【図１４ｃ】制御ギヤ機構において使用するための第２のタイプの歯車セットを示すXIVc‐XIVcでの断面図である。
【図１５】機械駆動シャフトに関する単位時間当たりの同一の回転数に対する二つの相互に動作可能な部分に関する単位時間当たりの回転数についての相対曲線を示す図である。
【図１６ａ】エンジン作動モードに適合させられたフロントカバーを備えたエンジンに関連した、デバイスのデューティサイクルの異なる各位置で二つの相互に動作可能な部分の位置を示す図である。
【図１６ｂ】エンジン作動モードに適合させられたフロントカバーを備えたエンジンに関連した、デバイスのデューティサイクルの異なる各位置で二つの相互に動作可能な部分の位置を示す図である。
【図１６ｃ】エンジン作動モードに適合させられたフロントカバーを備えたエンジンに関連した、デバイスのデューティサイクルの異なる各位置で二つの相互に動作可能な部分の位置を示す図である。
【図１６ｄ】エンジン作動モードに適合させられたフロントカバーを備えたエンジンに関連した、デバイスのデューティサイクルの異なる各位置で二つの相互に動作可能な部分の位置を示す図である。
【図１６ｅ】エンジン作動モードに適合させられたフロントカバーを備えたエンジンに関連した、デバイスのデューティサイクルの異なる各位置で二つの相互に動作可能な部分の位置を示す図である。
【図１６ｆ】エンジン作動モードに適合させられたフロントカバーを備えたエンジンに関連した、デバイスのデューティサイクルの異なる各位置で二つの相互に動作可能な部分の位置を示す図である。
【図１７ａ】圧縮機作動モードに適合させられたフロントカバーを備えた圧縮機に関連した、デバイスのデューティサイクルの異なる各位置で二つの相互に動作可能な部分の位置を示す図である。
【図１７ｂ】圧縮機作動モードに適合させられたフロントカバーを備えた圧縮機に関連した、デバイスのデューティサイクルの異なる各位置で二つの相互に動作可能な部分の位置を示す図である。
【図１８ａ】ポンプ作動モードに適合させられたフロントカバーを備えたポンプに関連した、デバイスのデューティサイクルの異なる各位置で二つの相互に動作可能な部分の位置を示す図である。
【図１８ｂ】ポンプ作動モードに適合させられたフロントカバーを備えたポンプに関連した、デバイスのデューティサイクルの異なる各位置で二つの相互に動作可能な部分の位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下の説明に関して、初めに、各機能サイクルに関連して後述するように、たとえ、それぞれの使用分野のためのそれぞれのそして異なるフロントカバー１０４（図１、図２および図１６ａ〜１６ｆ）、１０５（図１７ａ〜１７ｂ）および１０６（図１８ａ〜１８ｂ）が設けられても、当該デバイスがエンジン運転のために、圧縮機運転のために、あるいはポンプ運転のために使用されるかに関係なく、それぞれインナーローター１０１およびアウターローター１０２と呼ばれる、二つの相互に動作可能な部分（特に、図３ａ、図３ｂ、図４、図５、図６および図７参照）ならびに制御ギヤ機構２０１の動作様式は同じであることに留意されたい。インナーローター１０１およびアウターローター１０２の回転によって形成される可変チャンバーは、図２、図８、図９、図１１および図１２に示すように、上記フロントカバー１０４（あるいはフロントカバー１０５または１０６）およびリアカバー１０３によって軸方向に制限される。さらに図３ｂに関連して説明するように、リアカバー１０３はアウターローターの外周に対してボルトで固定される。
【００２５】
図１には、エンジン機能のために構成された、本発明に係るデバイスの一実施形態が示されている。
【００２６】
円形壁１０８、第１の端壁１０９およびフロントカバー１０４（圧縮機機能あるいはポンプ機能の場合にはそれぞれフロントカバー１０５または１０６）によって形成された第２の端壁１０４を有するハウジング１０７が示されている。壁１０８および１０９は、好ましくは、一体的に鋳造される。端壁またはカバー１０４（代替的に、やはり端壁を形成できるカバー１０５または１０６）は、好ましくは、図１および図２に示すように、複数の取り付けボルト１１０を用いて壁１０８に対して取り付けられる。
【００２７】
図１において、さらに、制御ギヤ機構のためのハウジング１１１と、テストベンチブレーキのためのカップリング１１２と、端壁１０４にねじ込むことができる点火デバイス１１４、例えばスパークプラグに関連付けられた点火インジケータのための歯付きディスク１１３とが示されている。さらに図１には、それ自体公知の様式で、メイン駆動シャフト１１６（特に図２参照）に取り付け可能であるフライホイール１１５が示されている。フライホイールは、したがって、簡素化のために、他の図面のいずれにも示されていない。カップリング１１２およびディスク１１３はまたシャフト１１６に対して適切に取り付けることができ、あるいはフライホイール１１５を介してそれに対して取り付けることができる。ハウジング１０７および１１１は、それぞれ、機械サスペンション１１７，１１８を備える。対応する機械サスペンションもまた、もちろん、ハウジング１０７，１１１の正反対の側に設けられてもよい。ハウジング１０７，１１１は、例えば、四つの相互連結可能な部品から構成できるが、実際の実施形態では、それらはそれぞれ二つの半体から構成でき、この場合、ハウジング１０７および１１１が続いて接合可能な二つの一体的に鋳造された部品から構成されるように、一つのハウジングの一つの半体が別なハウジングの半体と一体的に鋳造される。代替例として、ハウジング１０７（すなわちその壁１０８および１０９）およびハウジング１１１は、ただ一つの品目として鋳造できる。この代替例は、現在好ましい実施形態である。
【００２８】
ハウジング１１１の上端には、ハウジング内に配置された、そして以下で詳しく説明する制御ギヤ機構２０１のためのオイル補充ノズルスタブ１１９が配置されている。ハウジング１１１の底部には、オイルドレン孔１２０が配置されてもよい。オイルの補給は、例えばオイルミストの注入により行われてもよく、したがって、ハウジングの内部はオイルで完全に満たされておらず、そしてオイルは、孔１２０を通って排出され、ろ過され、そしてノズルスタブ１１９による再注入前に冷却されてもよい。
【００２９】
ハウジングの内部から冷却空気の吹き出しのための少なくとも一つの開口１２１がハウジング１０７上に示されている。
【００３０】
さらに、図１には、燃料用の噴射ノズル１２２、エアフィルタ用のアタッチメント１２４をその上端に有する吸入マニホールド１２３、速度ハンドル１２５、そして排気マニホールド１２６を示している。
【００３１】
図２に示すように、壁１０４の外側には、ハウジング１０７の内側からの、すなわちローター１０１および１０２と、端壁１０４，１０９から形成された燃焼チャンバーからの各吸入開口１２８および排気出口開口１２９に対する吸入マニホールド１２３および排気マニホールド１２６の取り付けのためのブラケット１２７が存在する。
【００３２】
壁またはカバー１０４は、フロントブッシュまたはフロントカバー１３０の形態の突出壁部分と一体的に結合されることに留意されたい。壁１０４は、アウターローター１０２のためのフロントシャフト１３１を取り囲み、そしてフロントブッシュ１３０はアウターローター１０２のフロントシャフト１３１のためのローラーベアリング１３２を取り囲みかつ締め付ける。さらに、フロントブッシュ１３０は、インナーローター１０１のためのシャフト１３３を取り囲む。質量慣性のための補償器１３４は、ボルト１３５によって、インナーローターのシャフト１３３に対して取り付けられる。フロントブッシュ１３０はフロントエンド蓋１３６によって終端しているが、これは、ボルト１３７によってフロントブッシュ１３０に対して取り付けられる。冷却および潤滑オイルのための入口１３８はフロントエンド蓋１３６に適切に配置される。だが、そうした入口をこれに代えてフロントブッシュ１３０に配置することも可能である。
【００３３】
図３はアウターローター１０２をさらに詳しく示している。図示の実施形態では、それは、二つの半径方向に内向きで、正反対の位置に配置されたウイング１３７を有する。ウイング１３７の数は、インナーローター上のウイングの数が相応に増加させられるならば、おそらく、増加させられてもよい。しかしながら、それは、機械の直径寸法の増大を必要とするであろう。代替例は、その代わりに、ハウジング１０７およびローター１０１，１０２の複数のユニットを軸方向に並列に接続するか、あるいはおそらくその軸方向寸法を増大させることであってもよい。
【００３４】
ウイング１３９は複数の圧力降下溝１４０を備える。そうした圧力降下溝の利点は、壁に沿ってスライドするためのシーリングスプリングの排除であり、これは良好に制御された潤滑を必要とし、そしてそれは、摩耗に関して、特にバンケルエンジンのようなエンジンタイプに関連した深刻な問題である。
【００３５】
上述したように、そして図８および図９に示すように、リアカバー１０３は、アウターローター１０２の対応する取り付け孔１４２（図３ｂ）に取り付けられる多数のボルト１４１を用いて、アウターローター１０２の後側に取り付けられる。アウターローター１０２は、さらに、外周から、そしてウイング１３９に内向きに冷却作用を生み出すリセス１４３を備え、したがって、ウイングは、実際には、中実ではなく中空である。リセス１４３は、冷却空気が上記孔およびウイング１３９のリセス１４３を経て循環でき、かつ、アウターローター１０２の外周に沿って配置された冷却リブ１４５の上を通過できるように、リアカバー１０３の対応する孔１４４（図８）と協働し、この場合、冷却空気の吹き出しは上記吹き出し開口１２１を介して生じ得る。
【００３６】
インナーローター１０１は図４および図５にさらに詳しく示されている。それは、ハブ１４６および正反対位置に配置されたウイング１４７を有する。ウイング１４７もまた、アウターローター１０２のウイング１３９に関して示したように、溝１４０に関して述べたような技術的利点を伴って圧力降下溝１４８を備える。ハブ１４６もまた、有利なことには、インナーローター用のオイル冷却スペース１４９を備える。圧力降下溝１４８の詳細は図４のセクションＶを示す図５に示されている。アウターローター１０２の圧力降下溝１４０は同様に構成されることが好ましい。ウイング１４７の湾曲部に配置された圧力降下溝１５０は、好ましくは、ウイング１４７の半径方向部分に配置された溝１５１よりも相互にさらに接近して配置される。
【００３７】
図６は、インナーおよびアウターローターがどのように結合されるかについての「理想的な」状態を示しており、アウターローター上の冷却リブおよび取り付け孔に関する詳細は簡略化のために含まれておらず、フロントブッシュも認識できない。孔１５２はボルト１１０と協働し、ボルトはハウジング１０７の円形環状部分１０８の対応する孔（図示せず）に固定的に挿入される。クサビトラック１５３は、インナーローター１０１に関連付けられた駆動シャフト１３３に対する取り付けを可能とするためにハブ内に配置される。この駆動シャフトについては以下でさらに詳しく説明する。
【００３８】
まとめると、二つの相互に動作可能な部分に関連付けられた本発明の説明に関連して、非回転ハウジング１０７を含む、すなわち二つの相互に動作可能な部分１０１，１０２を取り囲む壁部１０４，１０８，１０９，１３０；１０５，１０８，１０９，１３０；１０６，１０８，１０９，１３０を備えた機械に関連したデバイスが存在する。アウターローターを形成する第１の部分１０２は、その外周面によって、内壁面に、すなわちカバーハウジングの１０４に沿って制御可能に回転動作可能である。別な部分、すなわちインナーローター１０１は、内側の湾曲周面１５０に、すなわち外側部分１０２の壁部に対して制御可能に動作可能である。図１に示すように、少なくとも一つの入口マニホールド１２３および少なくとも一つの出口マニホールド１２６は、壁１０４、すなわちハウジング１０７のフロントカバーの上に配置され、かつ、それと関連付けられる。
【００３９】
とりわけ図６から明らかであるように、二つの相互に動作可能な部分、すなわちローター１０１および１０２は同軸回転軸線、すなわち示された軸線１５５を有する。ローター１０２は、先に説明したように、内部に、ウイング１３９間のローター湾曲内壁（図３ａおよび図３ｂ参照）に沿った相互角度距離を伴って少なくとも二つの半径方向内側に向けられたウイング１３９を有する。図示する実施例では、二つのウイング１３９の半径方向中間領域間の角度距離は１８０°であり、すなわちウイング１３９は互いに正反対に配置される。インナーローター１０１は、１８０°である二つのウイング１４７の半径方向中間領域間の相互角度間隔を伴う少なくとも二つの半径方向外側に向けられたウイング１４７を備えたハブ１４６を有し、すなわちウイング１４７は互いに対角線方向に対向するよう配置される。ハブ１４６上の部分１５６は湾曲しており、かつ、ウイング１３９の湾曲した自由端部１５７とスライド可能なあるいは隣接接触状態である。
【００４０】
インナーローター１０１の各ウイング１４７の湾曲した自由端部１５８は、二つの隣接するウイング１３９間でそこに配置されるアウターローター１０２の湾曲した内壁部１５４とスライド可能なあるいは隣接接触状態である。
【００４１】
二つの先行段落に関連した「湾曲」との用語は、例えば円弧セグメント形状として解釈される。
【００４２】
ローター１０１，１０２はいずれも、相互に可変な動作を伴って、連続的に回転動作可能であり、インナーローター１０１のウイング１４７は、アウターローター１０２上の上記それぞれの隣接しかつ正反対に配置されたウイング１３９間で動作可能であり、これによって、アウターローター１０２およびインナーローター１０１上のウイングの協働する対１３９，１４７間に出現するチャンバー１５９，１６０および１６１，１６２は、それぞれ、連続的に、形成されたチャンバーのための回転サイクルの過程において、容積が増大・縮小し、そして縮小・増大する。
【００４３】
二つの部分１０１，１０２の第１の軸方向端部は、チャンバーとの制御された連通のために、おそらくブラケット１２７を介して、第１のカバー、すなわち開口１２８および１２９を備えたフロントカバー１０４とスライド可能なあるいは隣接接触状態であり、第１のカバー１０４は上記壁を形成する。二つのローター１０１，１０２の第２の端部は、先に説明したようにアウターローター１０２に対して取り付けられかつこれによってそれと一緒に回転する第２のカバー１０３によって覆われる。これは、それによって、第１のローター１０１が、このローター１０１が回転するとき、第２のカバー１０３とスライド可能なあるいは隣接接触状態となることを意味する。
【００４４】
二つの相互に動作可能なローター１０１，１０２の動きは、機械のための回転メイン駆動シャフト１１６を作用的に含む制御機構２０１による影響を受ける。
【００４５】
図３からウイング１３９が三つの孔１６３を有することが分かる。これらの孔は、ボルト１６４によって、これらのウイング１３９に対してアウターローターのためのフロントシャフト１３１を取り付けるために使用され（図７参照）、そして、ここでは、ローラーベアリング１３２は、アウターローターのフロントシャフト１３１と協働する。
【００４６】
インナーローター１０１のためのシャフト１３３は、それ自体公知の手法で、クサビトラック１５３を介して、インナーローターのハブ１４６に取り付けることができる。シャフト１３３もまた図２において、そしてさらに図８および図９において認識可能である。
【００４７】
図８からわかるように、有利なことに、インナーローター１０１用のニードルベアリング１６５が存在する。このニードルベアリングは、その他の図面には示されていないが、インナーシャフト１３３もまた、シャフト１３３とカバー１０３との間に置かれた、さらなるニードルベアリング１６６を有する。カバー１０３は、アウターローター１０２のための駆動シャフト１６７をその軸方向に構成する。アウターローター１０２のシャフト１６７のためのローラーベアリング１６８は、その外周面がフランジ１６９内に嵌め込まれた状態でハウジング１１１に配置される（図９参照）。アウターローターの駆動シャフト１６７のためのスラストベアリング１７０は、シャフト１６７とハウジング１１１との間で嵌め込まれる（図９参照）。
【００４８】
図８に示す孔１７１および１７２は、より詳しく説明するように、制御ギヤ機構２０１の構成要素に対して、アウターローターのシャフト１６７とインナーローターのシャフト１３３をそれぞれ接続するためのネジアタッチメントである。
【００４９】
特に図１０ないし図１４に関して示すように、回転メイン駆動シャフト１１６（これはまた制御ギヤ機構２０１の一部を構成する）は、歯車カップリング２０２，２０３；２０２、２０４を介して、第１の回転サブ駆動シャフトと、すなわちアウターローター１０２のためのローターシャフト１６７と作用的に協働し、同様に、歯車カップリング２０２，２０５；２０２、２０６を介して、第２の回転サブ駆動シャフトと、すなわちインナーローター１０１のためのローターシャフト１３３と作用的に協働し、そしてこの場合、協働する楕円形歯車２０７〜２１１は、それぞれの歯車カップリングに含まれる。
【００５０】
楕円形歯車２０７は、メイン駆動シャフト１１６上に置かれ、そして全ての歯車カップリング２０２，２０３；２０２，２０４；２０２，２０５；２０２，２０６に共通である。それぞれの歯車カップリングの部分２０３；２０４；２０５；２０６における歯車は、それぞれのシャフト２１２；２１３；２１４；２１５に回転可能に設置され、そしてこれらのシャフトは、プレート２１６の孔２１７およびプレート２１６の取り付け孔２１９を介してハウジング１１１に対して固定的にボルト結合される取り付けプレート２１６上に設置される。短い取り付けボルト２１８は、プレート２１６の取り付け孔２１９を通過できる。円形歯車２２０；２２１；２２２；２２３はまた、部分２０３；２０４；２０５；２０６に含まれる。歯車２２０，２２１は、アウターローター１０２のためのシャフト１６７に対する接続部を構成する円形歯車２２４と歯車係合状態である。歯車２２２，２２３は、インナーローター１０１のためのシャフト１３３に対する接続部を構成する円形歯車２２５と歯車係合状態である。
【００５１】
部分２０３；２０４に含まれる歯車のセットは図１３に詳しく示されており、この図から、楕円形歯車２０８；２０９は、距離ｄ１だけ円形歯車２２０；２２１から軸方向に離間しているが、それと堅固に結合されていることが分かる。ベアリング２２６；２２７は、楕円形歯車２０８；２０９内に、そして円形歯車２２０；２２１上に、これらをシャフト２１２；２１３上で回転可能であるように配置するために配置される。ボルト２２８は、歯車２０８；２２０および２０９，２２１と中間部品２２９とを堅固に相互接続する。距離ｄ１は、歯車２２５の厚みよりも、ある程度大きく、例えば概ね１０〜２５％大きい（これは非限定的な提案としてのみ考慮されるべきである）。距離ｄ１は、歯車２１０，２２２および２１１，２２３が、確実に、歯車２２３，２２４とのそれぞれの歯車係合を形成できるようにするために存在する。
【００５２】
部分２０５；２０６に含まれる歯車のセットは図１４に詳しく示されており、この図から、楕円形歯車２１０；２１１は、距離ｄ２だけ円形歯車２２２；２２３から軸方向に離間しているが、それと堅固に結合されていることが分かり、この距離ｄ２は、非限定的実施例では、例えば、ｄ１の１０〜２５％である。ベアリング２３０；２３１は、楕円形歯車２１０；２１１内に、そして円形歯車２２２；２２３上に、これらをそれぞれのシャフト２１４；２１５上で回転可能であるように配置するために配置される。ボルト２３２は、歯車２１０；２２２および２１１，２２３と中間部品２３３とを堅固に相互接続する。距離ｄ２は、歯車２２５が、このｄ２寸法の隙間内を、その外周によって妨げられずに通過することを可能とする。
【００５３】
同じ部品２０３，２０４の一つの第１の対および同じ部品２０５，２０６の第２の対が示されているが、各対の部品の一つのみを、例えば部品２０３および２０５を使用することが可能であることは明らかである。強度仕様が改善されない場合、各対の部品の一つのみを使用することによって、これは、モメンタム（トルク）の最大伝達に対する制限を生じるであろう。実際的な現在好ましい実施形態では、部品２０３，２０４および２０５，２０６の対が使用される。
【００５４】
いま図示説明した歯車のセットの構成は、現在好ましいものである。
【００５５】
（ローター１０２，１０１が各シャフト１０３’，１３１を介して協働する場合）エンジンから出力シャフト１１６へのパワーの伝達は、したがって、歯車結合の各セットを介してなされる（ここで、Ｃ＝円形歯車、Ｅ＝楕円形歯車）。
【００５６】
かなり大まかに言うと、パワー伝達は以下の通りである。
１６７→２２４Ｃ→２２０Ｃ＋２０８Ｅ→２０７Ｅ→１１６
１６７→２２４Ｃ→２２１Ｃ＋２０９Ｅ→２０７Ｅ→１１６
１３３→２２５Ｃ→２２２Ｃ＋２１０Ｅ→２０７Ｅ→１１６
１３３→２２５Ｃ→２２３Ｃ＋２１１Ｅ→２０７Ｅ→１１６
【００５７】
この実施形態では、６個の円形歯車と５個の楕円形歯車が存在する。
【００５８】
技術的な等価物（現在好ましい実施形態ではないので実際的な理由のために図示していない）は以下のように構成できる（ここで、Ｃ＝円形歯車、Ｅ＝楕円形歯車）。
１６７→２２４Ｅ→２２０Ｅ＋２０８Ｃ→２０７Ｃ→１１６
１６７→２２４Ｅ→２２１Ｅ＋２０９Ｃ→２０７Ｃ→１１６
１３３→２２５Ｅ→２２２Ｅ＋２１０Ｃ→２０７Ｃ→１１６
１３３→２２５Ｅ→２２３Ｅ＋２１１Ｃ→２０７Ｃ→２１６
【００５９】
この実施形態では、６個の楕円形歯車と５個の円形歯車が存在する。
【００６０】
この技術的な等価物は、同時に、シャフト１６７，１３３上の円形歯車２２４，２２５が楕円形とされ、円形歯車２２０，２２１，２２２，２２３が楕円形とされ、楕円形歯車２０８，２０９，２１０，２１１が円形とされ、そして共通の楕円形歯車２０７が円形とされることを伴うであろう。楕円形歯車の初期相互角度位置決めは、ローター間の動作協調が正確になるように、現在好ましい実施形態のそれと同様である必要がある。
【００６１】
機械デバイスが圧縮機またはポンプとして、すなわち駆動シャフト１１６に加えられる外部駆動パワーによって作動する場合、上記の二つのプレゼンテーション中の矢印の向きは反対方向となる。
【００６２】
メイン駆動シャフト１１６と駆動シャフト１６７，１３３とが同軸（軸線１５５）であることは、特に、図１２から明らかである。
【００６３】
歯車セット部品２０３，２０４，２０５および２０６における楕円形歯車は、好ましくは、同じ構成であり、そして歯車セット部品２０３，２０４，２０５および２０６における円形歯車は、好ましくは、同様の構成を有する。
【００６４】
制御ギヤ機構２０１は、その現在、好ましい実施形態では、アウターローターおよびインナーローターの相互に変化する動作を制御する連続回転動作を呈し、これらの部分の動作の回転パターンは、楕円形歯車２０８〜２１１の最大および最小直径間の、そしてメイン駆動シャフト１１６の楕円形歯車の最大および最小直径間の比率の関数であることは明らかである。
【００６５】
制御ギヤ機構２０１の代替的な、技術的に同等の実施形態（図示せず）においては、それは、相応に、アウターローター１０２およびインナーローター１０１の協働回転パターンのために決定的となる、楕円形歯車２２０〜２２５における最大および最小直径間の比率となる。
【００６６】
ハウジング１１１は、後方縁部領域１７６に、制御ギヤ機構２０１を覆うリアカバー１７９の取り付けのためのボルト１７８のための複数の取り付け孔１７７を備える。ブッシュ状部分１８０（これはカバー１７９と一体である）が駆動シャフト１１６を取り囲む。
【００６７】
ローラーベアリング１８１が、駆動シャフト１１６と部分１８０の内面との間に配置される。さらに、スラストベアリング１８２が、駆動シャフト１６６と部分１８０の内面との間に配置される。スラストベアリング１８２はロックリング１８３によって適所にて保持される。ブッシュ状部分１８０の自由端部は、部分１８０の自由端部にボルト１８５によって取り付けられた端部蓋１８４によって終端する。図１１に示すように、駆動シャフト１１６は、端部蓋１８４と、そこで駆動シャフト１１６と端部蓋１８４との間にシールを形成するシムリング１８６とを貫通する。
【００６８】
図１に関連して説明したように。デバイスは燃焼エンジン（内燃エンジン）として構成されてもよく、かつ、ハウジング１０４の端壁の一つは、空気用の吸込ゲート１２３、排出ゲート１２６および点火デバイス、例えばスパークプラグ１１４および／またはディーゼル運転が焦点である場合には燃料用の噴射ノズル１２２を備える。
【００６９】
燃焼エンジンは、オットープロセスに従って動作するよう構成できる。
【００７０】
図１および図１６から、スパークプラグ１１４またはノズル１２２が、各マニホールド１２３，１２６と関連付けられた上記吸入および排出ゲート１２８，１２９に対して、半径方向に見て、二つのローターの回転軸線１５５の反対側に配置されることが分かる。
【００７１】
デバイスが図１７に示すような圧縮機として構成される場合、端壁１０５の一方には、少なくとも二つの流体吸入ゲート１７２と、少なくとも二つの流体排出ゲート１７３が設けられる。デバイスが図１８に示すようなポンプとして構成される場合、端壁の一方には、少なくとも二つの流体吸入ゲート１７４と、少なくとも二つの流体排出ゲート１７５が設けられる。
【００７２】
図１７および図１８に示すように、吸入ゲート１７２；１７４の対および排出ゲート１７３；１７５の対は隣接している。二つの部分１０１，１０２の共通の回転軸線１５５に関して、吸入ゲートの対は正反対の位置に配置され、そして排出ポートの対は正反対の位置に配置される。
【００７３】
図１５を参照すると、単にある選択された非限定的な例に関して、駆動シャフト１１６について一定回転速度が３０００ｒｐｍ（毎分回転数）である場合、ローター１０１およびローター１０２の回転速度は正弦変動を伴って２０００ないし４０００毎分回転数（ｒｐｍ）の間で変化し、そしてこの場合、ローター１０１およびローター１０２の速度は逆位相であり、シャフト１１６の０°、９０°、１８０°、２７０°、３６０°の回転において各通過の際に同じ速度を有する。この正弦変動は、制御ギヤ機構において楕円ギヤを使用したことによって引き起こされる。
【００７４】
駆動シャフト１１６の回転速度は、したがって、ローターのそれの平均値に等しくなる。ローターはしたがって駆動シャフトの定常回転に関して相互に回転する。すなわち燃焼時の圧力によって、より大きな運動量が、他方よりも速く動作するローターのウイングから発生させられ、そしてこの運動量は駆動シャフトに伝達される。ローターが各点火（この位置では各チャンバーに関するそれはピストンエンジンの上死点に対応するであろう）に続いて最速であることに関して変化するとき、それらはピストントップおよびトップカバーに交互に対応するように見える。
【００７５】
燃焼エンジンとして、本発明に係るデバイスは、フォーストロークピストンエンジンと同様のいくつかの特徴を有するが、それはまた、そうしたエンジンとは著しく異なっている。
【００７６】
本発明に係る機械は、ピストンエンジンのように、小さな燃焼面と、比較的大きなシーリング面を有する。表面はそのように大きく、加えて互いに接触しないので、ラビリンスおよび圧力トラップシーリングが可能であり、これによってチャンバー領域内の潤滑油が有利なことに省略できる。フォーストロークピストンエンジンとは対照的に、各チャンバーは、各回転に関して、吸入、圧縮、膨張および排出を行う。図示のように四つのチャンバーを備えることで、機械は、サイクルに関して、エイトシリンダーピストンエンジン  に対応する。だが、本発明では、ただ一つの点火デバイスが必要なだけであり、機械的に制御されるバルブを必要としない。
【００７７】
簡略化のために、四つのチャンバー１５９〜１６２のうちの一つのチャンバー１５９で何が起こっているかについて、ここで図１６を参照する。
【００７８】
図１６ａは、チャンバー１５９に関連した、燃料、例えばガソリンと空気とのミクスチャーのために初期吸入段階を示しており、チャンバー１５９は吸入を開始する直前の閉状態にある。丸いスポットが、このチャンバー１５９を示している。残りの三つのチャンバー１６０〜１６２はサイクルのその他の状態にある。それゆえ、理解を容易にするために、吸入、圧縮、点火、燃焼／膨張および排気ガスの排出の段階を通じて、チャンバー１５９のみを扱う。
【００７９】
図１６ｂはチャンバー１５９に関連した初期圧縮段階を示しており、チャンバー１５９は吸入ゲート１２８を介した吸入が完了しており、そして圧縮が図示の状態から始まり、吸入ゲートはウイング１４７によって閉鎖される。
【００８０】
図１６ｃは、チャンバー１５９に関連した終端の圧縮段階を示しており、ここでは、チャンバー１５９は、その容積の大部分が減少してしまっており、そして燃料ガスは点火プラグ１１４のスペースに接近する。エンジンがディーゼルエンジンとして作動する場合、圧縮されかつディーゼル油の制御された噴射およびそれに続く自然着火およびディーゼル油と空気のミクスチャーの膨張のための噴射ノズルの形態の点火プラグ１１４に接近するのは空気のみである。
【００８１】
図１６ｄは、チャンバー１５９に関連した点火および膨張段階を示している。この段階では、点火プラグ１１４はチャンバー１５９に向けて露出され、そして回転速度に依存して、回転速度が高い場合には早期に、そして回転速度が低い場合にはある程度遅く、特定の早期点火がなされる。エンジンが、代替例として、ディーゼル運転を意図される場合、ノズル（これは点火プラグ１１４に置き換わる）を介したディーゼル油の噴射が、それが最小の容積に達する直前にチャンバーの状態に密接して比較的遅くなされる。これは、素早い自然着火のために、圧縮空気を伴ったディーゼル燃料のための十分に高い圧縮を得るためである。ディーゼルエンジンのためには、ただ一つのノズルが必要とされる。
【００８２】
図１６ｅはチャンバー１５９に関連した膨張段階を示しており、すなわち燃料の燃焼、およびこれによる膨張の間のチャンバー１５９を図示している。
【００８３】
図１６ｆはチャンバー１５９に関連したブローアウト段階を示しており、ここで、チャンバー１５９は排気出口開口あるいはゲート１２９に向かって、そして燃焼ガスがそこで排出されるように開口する。
【００８４】
図１６ｅから、黒丸で示されたチャンバー１５９に対して対角線方向に配置されたチャンバー１６１に関して、図１６ｆにおける圧縮と共に新たな吸入段階が既に開始されていることが分かる。三つのその他のチャンバー１６０，１６１および１６２は、チャンバー１５９のそれのような同じサイクルベースプロセスを実行するが、それらは、図１６ａ〜１６ｆに示される回転の間、別な段階にある。回転当たり四つのフォーストロークプロセスが生じ、エイトシリンダーフォーストロークエンジンに対応する機械がもたらされることが分かる。
【００８５】
機械のエンドカバー１０４に全てのガスあるいは流体交換部ならびにイグニションを有することには大きな利点がある。というのは、この場合、アウターローター１０２の周囲に向う開口／ゲート、周囲のハウジング１０７に至る高温ガス曝露通路を生じたであろう何かを持つことが回避されるからである。この問題は、バンケルエンジンから周知である。
【００８６】
図６をもう一度検討するならば、ローター１０２のためにそこで利用可能である空気冷却は、周辺配置吸入および排気／排出ゲートが使用された場合には、多かれ少なかれ不可能であったであろうことに留意されたい。
【００８７】
インナーローター１０１は、フロントエンド蓋１３６の入口１３８を経て流入し、そしてハウジング１１１の内部に向かって軸方向に拡散する通過オイルによって冷却され、オイルは、その途上で、ローターのシャフトのためのベアリングを潤滑すると共に冷却し、そしてノズルスタブ１１９からハウジング内に流入した潤滑オイルと共に出口１２０を経てハウジング１１１から外に排出される。
【００８８】
エンジンとして、本発明に係る機械は、性能を向上させるために、ピストンエンジンとほぼ同様なターボチャージャーを使用することができる。チャージャーは、この場合、タービン部が排気ガスのほぼ均一な流れを受け取るので、優れた動的条件下で作動する。
【００８９】
圧力降下トラップ１４８，１５０，１５１および１５７を備えたタッチフリーローターによって、本発明に係る機械は、ローター間の内部でオイル無しで動作できる。これは、摩擦および環境への汚染物質の排出に関しては大きな利点であり、そして、オイルをほとんどあるいは全く消費せず、あるいは実際、それが燃焼生成物によって汚染されていないのでオイルをほとんどあるいは全く交換する必要がない。
【００９０】
図１７ａおよび図１７ｂは、典型的に、機械を圧縮機として機能させることに関連し、外部パワーが駆動シャフト１６１に供給される。
【００９１】
図１７ａは、チャンバー１６０に関連した、流体、例えば空気および／またはガスのための吸入段階を示し、一方、図１７ｂは、チャンバー１６０に関連した、圧縮流体、例えば空気および／またはガス流体気体の排出段階を示す。残りのチャンバーはその他の回転段階にあるが、チャンバー１６０および１６２は、実際には、同時に、圧縮機機能の同じ段階を実行し、チャンバー１５９および１６１に関しても相応である。
【００９２】
圧縮機として、機械は、フォーシリンダーピストンエンジンに対応して、回転毎に４回の吸入および４回の排出を行う。２回の吸入および２回の排出が同時に起こるので、そして二つの吸入ゲート１７２がおそらく共通の供給マニホールドを有し、かつ、二つの排出ゲート１７３がおそらく共通の出口マニホールドを有する場合、サイクルの点で、機械は、よりツーシリンダー圧縮機と見なされるべきである。
【００９３】
図１７ａおよび図１７ｂは、図１６ａ〜１６ｆと同様、動作の簡単な理解のために、黒点でマークされた特定のチャンバー、ここではチャンバー１６０を、ただしより簡単な工程によって扱うことを示している。
【００９４】
上記機械を圧縮機として使用するために、エンドカバー１０５は、二つの吸入ゲート１７２および二つの排出ゲート１７３の正反対に配置されたセットと共に使用される。これらの対応するゲートは、上述したように、相互接続されても、あるいは別個に機能してもよい。上記動作モードの代替例はまた、機械が、ゲート１７２を介した別個の吸入流入によってかつ共通の出口マニホールドを持つゲート１７３を介した共通の排出によって二つの異なるガスを混合するために使用できるというものであり、これによって別個のゲートを有する二つの異なるガスを圧縮でき、この場合、ガス間の比率は、それぞれの吸入流入を絞ることによって制御できる。明らかに、上述したようにそれぞれ相互接続された吸入および排出ゲート１７２および１７３は、単一のガスを、最大能力で、全てのチャンバーから共通の出口マニホールドへと押し込む。
【００９５】
サイクルはここでは非常に簡単であり、図１７ａのように、ガスまたはガス群（おそらくまさに空気のみまたはガスおよび空気）がゲート１７２を経て吸入され、圧縮され、そしてその後、図１７ｂに示すように、ゲート１７３を経て外に排出される。
【００９６】
この使用法によって最大の効率を得るために、ローター、すなわち形成されたチャンバー間の幾何学的な比率は、チャンバー内の最小容積において、ほとんどゼロまで変化させることができる。これは、例えば、ローターウイングの幅を増大させることによって、あるいは制御ギヤ機構２０１の制御楕円形歯車の最大および最小寸法間の比率を変更することによって行える。後者は、より大きな通過容積を提供できる。適応圧縮率は、排出開口１７３のサイズ、形状および位置によって決定される。
【００９７】
圧縮機では、圧縮比は用語として使用されず、その代わりに、シリンダー総容積のどの程度が押しのけられたを示す押しのけ容積比が使用される。押しのけられない部分は「有害スペース」として呼ばれる。圧縮機の押しのけ容積比は、可能な限り有害スペースを排除するために、可能な限り高くすべきである。こうした理由によって、いま述べたように、本発明に係る機械においては、可能な限り最大の押しのけ容積比を得るために、制御ギヤ機構２０１内の楕円形歯車の形態に関する何かを変更することが必要になるであろう。
【００９８】
反対方向へのガス流に関して、機械の同じ実施形態がガス動力エンジンとして使用されてもよいことは言及する価値があるであろう。
【００９９】
図１７ａおよび図１７ｂに関して、いま説明したもののような対応する状況は、図１８ａおよび図１８Ｂを参照して説明するポンプ解決策に関しても存在する。
【０１００】
初めに、本発明に係るポンプは、構造に関して圧縮機と同じであるが、出口が入口と同じサイズ及び形状を有するように変更される点で異なっている。これは、それらが最大の容積にあるときから、それらが最小の容積に達するまで、変位がチャンバーから外に生じる必要があるからである。上述したように、ポンプバージョンにおいて本発明を利用するために、フロントカバー１０４をカバー１０６の実施形態と取り替えることが必要とされるだけである。
【０１０１】
図１８ａおよび図１８ｂは、明らかに、図１７ａおよび図１７ｂに示すような圧縮機用途に対する大きな類似性があることを示している。重要な差異は排出ゲート１７５の形状および大きさであり、これは、ここでは、吸入ゲート１７４のような形状となっている。これは、液体が空気および／またはガスの場合と同じように圧縮可能ではないためであり、それで排出はチャンバーの縮小が始まるや否や開始される必要がある。他の点では、機能は図１７の圧縮機機能と同じであり（ただし、ここではポンプ機能）、混合比を制御することは難しく、したがって１：１に固定できる。
【０１０２】
ローター１０１および１０２は、おそらく、多数のウイングを持つことができたが、実際には、これは変位容積の低減および熱にさらされる表面の増大をもたらし、そして燃焼エンジンとして、これは熱損失をかなり増大させ、したがって、全体として見たとき、技術的利点をもたらさないであろう。圧縮機としては、対照的に、多数のウイングが望ましい。なぜなら、圧縮中の増大した熱伝達はポリトロープ指数を減少させ、これによってエネルギー消費を減少させるからである。
【０１０３】
制御ギヤ機構２０１は、おそらく、楕円形ギヤを有するもの以外の技術的解決策を用いて構成することが可能である。一例として、ほぼ同じ動作は、楕円形の代わりに円形歯車を用いて実現できるが、この場合の歯車の回転中心は歯車内に偏心配置される。だが、これは非常に複雑な構造を生じ、そして実際には、ほとんど実用的でなく、あるいは経済的に実施できない。図示説明した解決策は、したがって現在好ましいものであるが、先に説明した技術的等価物も想定され得る。
【０１０４】
機械は、軸方向におけるローターの複数のセットを用いて構成でき、そしてまた、おそらくは、説明したもの以外の使用分野を持つことができる。
【０１０５】
本発明は、シーリングおよび圧縮比の自由選択といった、燃焼段階中の表面比率の両方に関する問題を解決する機械構造を提供し、そして同時に、大きな力に関して無振動でありかつ大いに技術的簡易性を呈すると共に僅かな可動部品しか持たないコンパクトでかつ軽量な構造を実現する。
【０１０６】
簡略化のために全ての歯車は歯を持たないように示されているが、そのような歯が存在することは明らかである。歯が歯車の回転軸線と平行であるか、回転軸線に対して傾斜しているか、またはＶ字形状を有しているかは構造の選択事項である。斜め歯は、歯の相互係合のために、より大きな把持面を提供し、そしてＶ字形状を有する歯と同様、低い動作騒音しか生じない。
【符号の説明】
【０１０７】
１０１  インナーローター
１０２  アウターローター
１０３  リアカバー
１０４  フロントカバー
１０５  エンドカバー
１０６  カバー
１０７  非回転ハウジング
１０８，１０９  壁部
１１０  取り付けボルト
１１１  ハウジング
１１２  カップリング
１１３  ディスク
１１４  点火プラグ
１１５  フライホイール
１１６  回転メイン駆動シャフト
１１７，１１８  機械サスペンション
１１９  オイル補充ノズルスタブ
１２０  オイルドレン孔
１２１  開口
１２２  噴射ノズル
１２３  吸入マニホールド
１２４  アタッチメント
１２５  速度ハンドル
１２６  排気マニホールド
１２７  ブラケット
１２８  吸入開口
１２９  排気出口開口
１３０  フロントブッシュ
１３１  フロントシャフト
１３２  ローラーベアリング
１３３  シャフト
１３４  補償器
１３５  ボルト
１３６  フロントエンド蓋
１３７  ウイング
１３８  入口
１３９  ウイング
１４０  圧力降下溝
１４１  ボルト
１４２  孔
１４３  リセス
１４４  孔
１４５  冷却リブ
１４６  ハブ
１４７  ウイング
１４８  圧力降下溝
１４９  オイル冷却スペース
１５０，１５１  圧力降下トラップ
１５２  孔
１５３  クサビトラック
１５４  内壁部
１５５  軸線
１５６  部分
１５７  自由端部
１５８  ウイング自由端部
１５９〜１６２  チャンバー
１６４  ボルト
１６５，１６６  ニードルベアリング
１６７  シャフト
１６８  ローラーベアリング
１６９  フランジ
１７０  スラストベアリング
１７１  孔
１７２  流体吸入ゲート
１７３  流体排出ゲート
１７４  流体吸入ゲート
１７５  流体排出ゲート
１７６  後方縁部領域
１７７  孔
１７８  ボルト
１７９  リアカバー
１８０  ブッシュ状部分
１８１  ローラーベアリング
１８２  スラストベアリング
１８３  ロックリング
１８４  端部蓋
１８５  ボルト
１８６  シムリング
２０１  制御ギヤ機構
２０２〜２０６  歯車カップリング
２０７〜２１１  楕円形歯車
２１２，２１４  シャフト
２１６  プレート
２１７  孔
２１８  ボルト
２１９  孔
２２０〜２２５  円形歯車
２２６  ベアリング
２２８  ボルト
２２９  中間部品
２３０  ベアリング
２３３  中間部品
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１５】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１６ｃ】
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【図１６ｄ】
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【図１６ｅ】
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【図１６ｆ】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【外国語明細書】
2018119551000001.pdf