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Kraft- oder Arbeitsmaschine mit epizykloidalem Triebwerk.
Gegenstand der Erfindung ist eine Kraft- oder Arbeitsmaschine mit epizykloidalem Triebwerk, bei der die Kolben in um die Maschinenwelle im Kreise angeordneten einstückigen, hohlen Kreisringsegmenten schwingen und zwischen sich die Arbeitsräume einschliessen.
Von den bisher bekannten Maschinen dieser Art unterscheidet sich der Erfindunggegenstand dadurch, dass jedes der Planetenräder mit den beiden Kolben verbunden ist, zwischen denen sich eine gemeinsame Arbeitskammer befindet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäss ausgebildete Brennkraftmaschine und Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Wellenachse.
In Fig. 1 sind 1, 2, 3 und 4 die sich um eine feststehende Mittelwelle 24 drehenden Kolben, die an Führungsarmen 5 und 6 paarweise befestigt sind. Die Führungsarme 5 und 6 umfassen die Welle 24 derart, dass eine Drehung der Arme und somit der Kolben um die Wellenachse möglich ist. Die Kolben 1, 2, 3 und 4 sind kreisringsegmentfÏrmig ausgebildet und greifen nach Art von Plungerkolben in Teile 40, 41, 42 und 43 ein, die als einstückige, hohle Kreisringsegmente ausgebildet sind. Diese entsprechen den Zylindern von Kraft-und Arbeitsmaschinen gewöhnlicher Bauart und begrenzen demgemäss die Arbeitsräume 36, 37,38, 39 für die Kolben.
Die Ringsegmente 40, 41, 42, 43 sind in gleicher Anzahl wie die Kolben vorgesehen und derart angeordnet, dass in benachbarte Segmente, beispielsweise 40 und 41, Teile ein und desselben Kolbens 1 eingreifen. Die Kolben 1, 2, 3 und 4 sind also in je zwei aufeinanderfolgenden Zylindern gleitbar geführt, und die Arbeitsräume 36, 37,38 und 39 werden teils von diesen Zylindern, teils von je zwei in ein und denselben Zylinder eingreifenden Kolben begrenzt.
An jedem der Führungsarme, beispielsweise 5, sind Schubstangen 7,8, 9, 10 gelenkig befestigt, u. zw. derart, dass die entsprechenden Gelenkzapfen 35 entweder unmittelbar am Arm 5 vorgesehen sind oder aber an seitlichen Vorsprüngen 5', 5" desselben. Das andere Ende der Schubstangen 7,8, 9 und 10 steht mittels Zapfen 15, 16, 17, 18 mit Rädern 11, 12, 13 und 14, die als Planetenräder ausgebildet sind, in gelenkiger Verbindung und kämmen mit einem auf der feststehenden Mittelwelle 24 befestigten Rad 19.
Diese Räder 11, 12, 13, 14 sind im Maschinengehäuse, das auch die Zylinder 40, 41, 42, 43 trägt und mittels Kugel-
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noch je eine zweite Schubstange 7', 81, 9', 10'angelenkt, die in der in Fig. 1 dargestellten Weise an entsprechenden Führungsarmen bzw. an deren seitlichen Vorsprüngen gelenkig befestigt sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel greifen also an jedem einzelnen der Räder 11, 12, 13, 14 je zwei Schubstangen 7, 7', 8, 8'9, 9, 10, 101 an, die mit Kolben verbunden sind, die gemeinsame Arbeitsräume aufweisen. Die Angriffspunkte der beiden Schubstangen eines Rades liegen dabei in bezug auf die Drehachse des Rades an einander diametral gegenüberliegenden Stellen.
Jedes der Planetenräder ist somit erfindungsgemäss mit den beiden Kolben verbunden, zwischen denen sich eine gemeinsame Arbeitskammer befindet.
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Schubstangen und dem Rad 19 bestehende epizykloidale Triebwerk zwei parallele Anordnungen auf, die auf der Welle 24 aufgebracht sind. Die aus Fig. 1 ersichtlichen Teile weisen in Fig. 2 gleiche-Bezugszeichen auf. Die Teile der Parallelanordnung des Triebwerkes sind mit den gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden aus Fig. 1 ersichtlichen Teile versehen, doch weisen die Bezugszeichen der Teile der Parallelanordnung Striche auf.
Die auf der
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usw. bezeichnet. 11 und 13 sind jene beiden Planetenräder des Triebwerkes, die mittels der Zapfen 50 und 51 im Maschinengehäuse drehbar gelagert sind. In Fig. 2 sind auch die Zapfen 35 und 35'eingezeichnet, welche die Schubstangen 7, 8, 9,10 mit den in Fig. 2 nicht dargestellten Führungsarmen verbinden. Die Führungsarme 5, ss sind mit ihren Naben 55, 56 bzw. 55', zu auf der Welle 24 gelagert. 54 ist eines der Kugellager, das die Drehbewegung des Maschienengehäuses- um die Welle 24 ermöglicht, 53 ist das zweite doppelt ausgebildete Kugellager zur Lagerung des Gehäuses.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende :
Bei der in Fig. l dargestellten Stellung wird das in. den Räumen B8 und 39 befindliche verdichtete Gemisch durch'eine in Fig.'2 angedeutete Zündvorrichtung gezündet, so dass die Kolben 1 und 2 bzw. 3 und 4 auseinandergetrieben werden. Dabei wird eine Verdichtung des Gemisches in den Räumen 36 und 37 bewirkt. Hierauf wird das Gemisch in den Räumen 36, 37 entzündet, so dass in den Räumen 38,39 Verdichtung erfolgt.
Die Kräfte, die bei der Verpuffung in den Räumen 38, 39 auf die Kolben 1 und'3 ausgeübt werden, übertragen sich durch die Führungsarme 5 und 6 auf die einzelnen Schubstangen des epizykloidalen Triebwerkes und bewirken eine Drehung und somit Abwälzung der Planetenräder auf den feststehenden Rädern 19, 19'. Das in Fig.
1 mit 11 bezeichnete Planetenrad wird dabei von den Schubstangen 7 und 7'angetrieben. Die von den Schub- stangen übertragenen Kräfte wirken dabei auf das Planetenrad derart ein, dass dessen Drehung im Uhrzeigersinne, somit ein Abrollen auf dem feststehenden Rad 19 stattfindet und gleichzeitig die Beanspruchung des Zapfens 50 auf ein Mindestmass herabgedrückt wird, da die Kräfte, die durch die Schubstangen übertragen werden, mehr oder minder entgegengesetzte Richtungen aufweisen. Es findet durch diese Anordnung auch eine gleichmässigere Kräfte- übertragung und geringere Beanspruchung der einzelnen Schubstangsn statt, was eine günstige Arbeitsweise der Einrichtung gewährleistet.
Da das MÅaschinengehäuse mit den Rädern 11, 12, 13, 14 durch Zapfen in Verbindung steht, wird die Bewegung der Räder auf das Gehäuse übertragen, so dass also auch die mit dem Gehäuse verbundenen Zylinder eine Drehbewegung um die Welle 24 ausführen. Es wird also die relative Hin-und Herbewegung der Kolben in bezug auf die Zylinder in eine Drehbewegung des gesamten Systems und somit des Maschinengehäuses um die feststehende Welle 24 umgewandelt.
An dem beschriebenen Ausführungsbeispiel können leicht Änderungen vorgenommen werden, wodurch die Maschine in eine solche mit drehbarer Welle umgestaltet wird. Die Erfindung kann für sämtliche thermodynamische Kreisprozesse, beispielsweise Zwei-oder Viertaktarbeitsverfahren, Dieselverfahren u. dgl., verwendet werden. Auch die Verwendung als Arbeitsmaschine, beispielsweise als Verdichter oder Pumpe, ist leicht möglich. Zufolge der eigenartigen Anordnung und Ausgestaltung der die einzelnen Arbeitsräume enthaltenden Zylinder ist deren Ausdehnung ohne weiteres möglich, da die einzelnen Zylinder nicht in unmittelbarer Verbindung miteinander stehen.
Es werden sich daher die einzelnen Zylinder immer derart einstellen können, dass ihre kreisbogenförmigen Mittellinien stets denselben Abstand von der Welle 24 aufweisen, wodurch ein Festklemmen der durch die Führungsarme in gleicher Entfernung von der Achse gehaltenen Kolben in den Zylindern zufolge radialer Kräfte vermieden wird.
Auch durch die Ausgestaltung der Kolben als ringsegmentförmige Körper ist deren Verklemmen in den entsprechenden Führungsteilen der Zylinder ausgeschlossen.
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