Einrichtung an 1VIaschinen, welche mit einem gasförmigen oder flüssigen Fluidum arbeiten. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an den Arbeitsräumen von mit einem gas- förmigen oder flüssigen Fluidum arbeiten den Maschinen, beispielsweise Motoren, Pum pen oder Kompressoren, bei welchen wenig stens ein Arbeitsraum, das heisst Saug-, Er- pansions-, Druck- oder Kompressionsraum, sich mit der Achse der Maschine in einer kreisförmigen, zur Achse konzentrischen Bahn bewegt und mit Bezug auf seine Be wegungsbahn vorn und hinten durch je einen Kolben abgeschlossen ist,
wobei die an Ar- nien sitzenden Kolben in einem konzentrisch zur Maschinenachse angeordneten Hohlring gleiten, und durch zwangsläufige Bewegung gegen- und voneinander das Fassungsvermö gen des Arbeitsraumes verändern. Gemäss der Erfindung ist ein im Hohlring für den Durchtritt der die Kolben tragenden Arme vorgesehener Spalt durch einen Gleitring überdeckt, der die Bewegung des bezüglich der Bewegungsbahn des Arbeitsraumes vorn liegenden Kolbens mitmacht und den Ar beitsraum gegen den Spalt hin abdichtet.
Die Verwendung eines Gleitringes hat gegenüber einem oder mehreren im Hohlring gleitenden Dichtungssegmenten insbesondere den Vorteil, dass er praktisch undeformier- bar hergestellt werden kann, was für die Er reichung einer vollständigen Abdichtung un bedingtes Erfordernis ist.
Auf der Zeichnung sind drei Ausfüh rungsbeispiele eines Explosionsmotors gemäss der Erfindung schematisch veranschaulicht, und zwar zeigen Fig. 1 bis 4 die erste, nur einen Arbeits raum aufweisende Ausführungsform im Querschnitt, in vier verschiedenen Arbeits stellungen, Fig. 5 und 6 die zweite, drei Arbeits räume aufweisende Ausführungsform im Querschnitt bezw. Agialschnitt, und Fig. 7 die dritte Ausführungsform im Querschnitt, Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 bis 4 weist der Hohlring A innen eine durch einen Spalt X gebildete Öffnung auf.
In dein Hohlring<I>A</I> gleiten die beiden Kolben<I>P, P',</I> ,velche mit Bezug auf die Bewegungsbahn des Arbeitsraumes B den vordern und hin- tern Abschluss der letzteren bilden. Der Kol ben P sitzt fest an dem äussern Ende des Ar mes C, dessen inneres Ende auf der Maschi nenwelle 0 befestigt ist. Die Welle 0 ist in geeigneter Weise in dem Hohlringkörper A gelagert (nicht dargestellt). Der Kolben P' ist an einer Stange E angebracht, welche mittels eines Gelenkes E' an dem Hilfsarm D befestigt ist, der ein Stück mit der um die Welle 0 drehbaren Nabe D' bildet.
An dem Arm C ist ein Planetenzahnrad F drehbar gelagert, welches in einen aussen am Hohl ring A befestigten Zahnkranz G eingreift, wobei die auf der Zeichnung nur angedeutete Zahnung der Teile F und G sich über den ganzen Umfang dieser Teile erstreckt. Auf der Achse des Zahnrades F ist eine Kurbel :i2 aufgekeilt, an deren Zapfen H' eine Kur belstange H angreift, die mittels eines Ge lenkes H2 mit dem Hilfsarm D verbunden ist.
Beim Drehen des Planetenzahnrades F und Abwälzen desselben auf dem Zahnkranz G nimmt die Kurbel 1M an der Drehung des Planetenrades teil, so dass mittels des Ge stänges<I>H, D,</I> E der Kolben<I>P',</I> abwechselnd dem Kolben P genähert und von ihm ent fernt wird. Während dieses abwechselnden Näherns und Entfernens der Kolben P und P' mit Bezug aufeinander finden die ver schiedenen Phasen eines Arbeitsspiels des Viertaktmotors statt. Der innen am Hohl ring A vorgesehene Spalt X, durch welchen die die Kolben<I>P, P'</I> tragenden Arme<I>C, D</I> ragen, ermöglicht die Drehung der Arme mit dem Kolben in dem Hohlring.
Die Abdich tung des als Arbeits- bezw. Expansionsraum dienenden Hohlringes ist durch einen Ring I bewirkt, der in dem entsprechend ausgebil deten Spalt X des Hohlringes angeordnet ist, an den Flächen K desselben gleitet und mit Schlitzen versehen ist, durch welche die Arme C und D ragen. Der für den Arm C im Gleitring I vorgesehene Schlitz ist so kurz, dass der Gleitring die Bewegungen des Armes C bezw. Kolbens P mitmacht. Der Gleitring I könnte auch am Arm C befestigt sein.
Wie sich aus der Zeichnung ergibt, ist die Länge der Stange E genügend gross be messen, dass der Schlitz I' im Ring I, durch welchen der Hilfsarm D ragt, auch bei der grössten Entferung der Kolben P und P' von- einander,(Fig. 1 und 3) nicht mit .dem Ar beitsraum B unzulässigerweise in Verbin dung kommt.
Bei der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Aus führungsform eines Viertaktmotors erfolgen bei jeder Umdrehung zwei Arbeitsspiele zu je vier Perioden, das heisst Einlass, Kompres sion, Explosion und Auslass in jeder halben Umdrehung. Das Einströmen des Gases in den Hohlring A erfolgt durch die an demsel ben vorgesehenen Öffnungen L, L', der Aus lass des verbrannten Gases durch die Öffnun gen<I>N, N'.</I> R und R' sind die Zündkerzen.
Fig. 1 zeigt den Motor am Ende der Ein lassperiode. Die Kolben P und P' sind so weit als möglich voneinander entfernt, so dass durch die Öffnung L Gas in den Raum B zwischen den Kolben angesaugt wurde. Bei der Weiterbewegung der Kolben im Hohlring A gelangt der Kolben P' an die Kante der Einlassöffnung L, wodurch die zwischen den Kolben gebildete Expansionskammer dicht abgeschlossen wird und die zweite Periode, diejenige der Kompression beginnt.
Fig. 2 zeigt den Motor am Ende der Kompressionsperiode. Die Welle 0 hat hier bei gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Lage eine Achteldrehung nach rechts aus geführt, und zwar durch die Wirkung des durch die voraufgegangene Explosion er zeugten Stosses, der auf die Welle von dem Kolben P mittels des Armes C übertragen wurde. Gleichzeitig wurde dabei das an dem Arm C gelagerte Zahnrad längs des Zahn kranzes G abgerollt und um seine Achse ge dreht, und mittels der Kurbel 111, der Teile <I>H, D,</I> E der Kolben P dem Kolben P ge- nähert, und das in dem Hohlring A zwischen den Kolben<I>P, P'</I> eingeschlossene Gas kom primiert.
Der Explosionsraum befindet sich dabei an der Stelle der Zündkerze R, mit tels deren nun die Zündung des komprimier ten Gases bewirkt wird. Die hierdurch ent stehende Explosion und Expansion des Gases treibt den Kolben P weiter in der Richtung des Uhrzeigers.
Fig. 3 zeigt den Motor am Ende der Ex pansionsperiode, in welcher der durch die Expansion der Gase vorgetriebene Kolben P die hierbei auf ihn wirkende Kraft mittels des Armes C auf die Welle 0 übertragen hat. Hierbei hat das längs des Zahnkranzes C abrollende Planetenrad F mittels des durch die Teile 111,<I>H, D,</I> E gebildeten Ge stänges in einem gewissen Grade ein Vor- wärtsbewegeii des Kolbens P' verhindert, indem infolge der Drehung der Kurbel IVI mit dem Zahnrad F nach links eine Verlän gerung des Gestänges M,<I>11</I> und hierdurch eine Vergrösserung des Expansionsraumes zwischen den beiden Kolben während des Vortreibens des Kolbens P erfolgte.
Durch die Drehung des Kolbens P nach rechts ist der zwischen den beiden Kolben einge schlossene Expansionsraum am Ende der Ex pansionsperiode bis an die Kante der Aus lassöffnung N gelangt, so dass nach Frei geben der Öffnung N durch den Kolben P heim )\Weiterbewegen desselben das Ausströ men der verbrannten Gase beginnt.
Fig. d zeigt den Motor am Ende der Aus la.ssperiode. Durch die Drehung des Zahn rades F infolge - der Weiterbewegung des Kolbens P ist der Kolben P' wieder dem Kolben P genähert. so dass das Volumen des Arbeitsraumes verringert wurde und hierbei die verbrannten Gase durch die Öffnung N ausgetrieben wurden. Hiermit ist die letzte der vier Perioden beendet.
Nach einer halben Umdrehung des Kol bens P in dem Hohlring A befindet sich der Kolben vor der Einlassöffnung L'. Nachdem sich hierauf die Kolben wieder voneinander entfernen, wird durch die Öffnung L' Frischgas in den Arbeitsraum angesaugt, und es -beginnt die erste Periode eines neuen Ar beitsspiels entsprechend dem oben anhand der Fig. 1 bis 4 beschriebenen.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. @@ und G sind drei Arbeits- bezw. Expansions räume vorgesehen, welche miteinander me- ehanisch verbunden sind, usw. einerseits da durch, dass die drei Arme C auf der Welle 0 befestigt sind, anderseits dadurch, dass jedes der drei Planetenzahnräder F, welches den zugehörigen Kolben P' mittels der Teile 111, II, <I>D</I> und E steuert, auf dem zum benach barten, in der Drehrichtung vorausliegenden Arbeitsraum gehörenden Arm C angelenkt ist.
Dadurch, dass die Iiolb < :ii P bezw. ihre Arme C fest auf der Welle 0 sitzen, bleibt ihr Abstand voneinander unveränderlich. Hieraus folgt, dass bei der dargestellten An ordnung die drei Arbeitsräume in jedem Zeit punkt sich in voneinander verschiedenen Ar beitsperioden befinden. Beispielsweise befin det sich bei der in Fig. 5 dargestellten Lage der Arbeitsraum 1 am Ende der Einlass- periode, der Arbeitsraum 2 am Ende der Auslassperiode und der Arbeitsraum 3 am Beginn der Explosionsperiode.
Der an dem Hohlring A angeordnete Dichtungsring 1 (Fig. G) ist an den Kolben P oder deren Armen C befestigt und dreht sich daher mit diesen. Die Arme C, wie auch die Hilfsarme D sind, wie die obere Hälfte der Fig. G erkennen lässt, gabelförmig ge staltet. Das äussere Ende jedes Armes C ragt. durch den Ring I hindurch und ist an dem zugehörigen Kolben P mittels eines Zap fens<B>C</B> angelenkt. Das innere Ende der Ga belarme C ist auf der Motorwelle 0 befestigt.
Zwecks Verdeutlichung ist in der untern Hälfte der Fig. 6 der zu einem andern Ar beitsraum gehörige Arm C teilweise gebro chen dargestellt, wogegen hier einer der Hilfsarme D veranschaulicht ist, die eben falls gabelförmig gestaltet sind. Jeder der drei Hilfsarme D ragt durch eine Öffnung im Dichtungsring I, die sich in der Dreh richtung so weit erstreckt, dass die Bewegung der Hilfsarme mit Bezug auf die Arme C nicht behindert wird. Das äussere Ende je- des Armes D ist durch eine Stange E, die an ihm durch ein Gelenk E' befestigt ist, mit dem zugehörigen Kolben P' verbunden. Die innern Enden der Gabelarme D umfassen mittels eines Auges lose die Motorwelle 0.
Die Gabelform des Armes C ermöglicht die Anordnung je einer Kurbel IN zwischen den Gabelarmen, so dass die beiden Enden der Kurbeln in den Gabelarmen zweckmässig gelagert werden können. Anderseits gestattet die Gabelform der Hilfsarme D zwischen den Gabelarmen das Gelenk il= der betref fenden Kurbelstange H anzuordnen. Der An trieb der Kurbeln M erfolgt durch die Pla netenzahnräder F und F', welche in die Zahnkränze G bezw. G' eingreifen, die beiderseits des Hohlringes A befestigt sind. Die Welle 0 ruht in Lagern<I>U, U',</I> welche mittels Streben S, S' am Hohlring A be festigt sind.
Die Kolben P und die auf der Motorwelle 0 befestigten Arme C wirken bei der Dre hung als Schwungmasse zur Überwindung der Totpunkte.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 7 sitzen die Arme C an zwei durchbrochenen, zueinander parallel angeordneten Scheiben T, welche miteinander verbunden und auf der Welle 0 aufgekeilt sind. An den Schei ben<I>T</I> sind die Hilfsarme<I>D</I> mittels Gelenken <I>D'</I> befestigt. Die Scheiben<I>T</I> bewirken eine mechanische Versteifung des Gestänges und dienen als Lager für die Achsen der Plane tenzahnräder F, deren Zähne, wie 'auch die jenigen der Zahnkränze G, in die sie ein greifen, auf der Zeichnung wieder nur ange deutet sind. Zwecks deutlicher Darstellung der Verbindung der Arme D mit der Achse der Planetenräder F mittels Kurbelstange 11 und Kurbel 1L1 ist die vordere Scheibe<I>T</I> oben gebrochen gezeichnet.
Im übrigen sind in dieser Figur im wesentlichen nur der Hohl ring A und die Einlass- und Auslassrohre <I>L, L'</I> bezw. <I>N, N'</I> im Schnitt, die übrigen Teile .dagegen in Ansicht dargestellt. Ferner sind zwecks Verdeutlichung diejenigen Pla netenzahnräder F ausserhalb der beiden Scheiben T, welche sich auf der dem Be- schauer zugekehrten Seite befinden, fortge lassen, ebenso auch die hintere der beiden Scheiben.
Gegenüber den dargestellten und be schriebenen Ausführungsformen sind zahl reiche Abweichungen im Rahmen der Erfin dung möglich, von denen die folgenden ange deutet seien: Die Einlass- und Auslassöffnungen für das Frischgas bezw. die verbrannten Gase könnten mit selbsttätig wirkenden oder ge steuerten Abschlussorganen, wie Ventilen usw. versehen sein. Der innere Teil des Hohl ringes kann anstatt mit kreisförmigem Querschnitt mit beliebigem andern, zum Bei spiel länglichem, zum Beispiel elliptischem, ovalem oder rechteckigem Querschnitt ausge bildet sein.
Die Zahnkränze könnten anstatt auf der Innenseite des Hohlringes an anderer Stelle desselben, zum Beispiel am äussern Umfang oder an einer oder beiden Seiten derselben befestigt sein. Zweckmässig kann auch eine Einrichtung zum Regeln, das heisst zum Früher- oder Späterlegen des Ein lasses, des Auslasses und der Zündung vor gesehen sein.
Diese Einrichtung könnte bei spielsweise auf den Zahnkranz einwirken. der verstellbar angeordnet sein könnte. der art, dass durch Drehen desselben mittels der Planetenräder um die Motoraxe als Verstel- lungszentrum eine @Terstellung der durch die Kolben abgeschlossenen Arbeitsräume mit Bezug auf den Hohlring erfolgt. Eine an dere Ausführungsform der Regelung bestellt darin, dass die Kerzen und gegebenenfalls Ventile auf verstellbaren Trägern angeord net werden. Die Kerzen könnten durch eine dauernd zündende Einrichtung ersetzt sein.
Als Triebstoff können beliebige geeignete gasförmige Medien verwendet werden, zum Beispiel auch Holzgas. Ferner könnten auch geeignete flüssige Brennstoffe in den Ar beitsraum eingespritzt werden, zum Beispiel Schweröle. Ferner können als Triebstoff zum Beispiel Dämpf, komprimierte Luft und an dere feste, flüssige oder gasförmige Brenn stoffe oder expandierende Medien verwen det werden.. Anstatt als Motor kann die Maschine auch als Pumpe oder Kompressor ausgestal tet sein, wobei die Arbeitsräume beim Ent fernen der Kolben voneinander zum Ansau gen und Erzeugen eines Vakuums und beim Nähern der Kolben zueinander als Kompres sor und zum Erzeugen eines Überdruckes dienen würden.
Die einander gegenüberliegenden Stirn flächen der Kolben P und P' brauchen nicht eben und radial angeordnet zu sein, sondern können auch nach aussen oder innen gewölbt und zum Beispiel derart schräg angeordnet sein, dass der Abstand der Kolben P, P' von einander am innern Durchmesser des Hohl ringes A kleiner und am äussern Durchmes ser desselben grösser ist, als bei radialer An ordnung der Stirnflächen. Hierdurch wird eine günstigere Form des Kompressions raumes erreicht.
Die Achse n kann hohl, zum Beispiel als Rohr, ausgebildet sein, wobei durch den Hohlraum der Achse Regel- oder Verstell mittel durchgeführt sein können, die als Ka mel, Achsen oder in beliebiger anderer Form ausgebildet sein und beispielsweise zum Pte- geln, Verstellen oder zum Antreiben belie biger Vorrichtungen, oder für beliebige an dere Zwecke dienen können.
Der Spalt X und der Dichtungsring I könnten. anstatt innen am Hohlring A an einer der beiden Seiten oder am äussern Uni fang desselben angebracht sein.