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Maschine mit Kreisbahnkolben Dic'Erfindung betrifft eine mit Kolben
arbeitende Maschine ohne jegliche hin- und hergehendc Massen.
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B.ii allen bisher bjkannten, mit Kolben arbeitenden Kraft-und Arbeitsmaschinen,
i,#,ie Dampfmaschinen, Verbrennungskraftinaschinen, Pressluftmaschinen, Pumpen,
Kompressoren usw., muß die translatorische Bewegung des Kolbens in --in---rotierende
Be.-.;egung umgewandelt werden oder umgekehrt.
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DJ.e bekannten Maschinen dieser Art haben den Nachteil, daß Vk durch
die hin- und hergeheriden Massen die:Leistuiigsfähigkeit und die Drehzahl b,#grenzt
iat. Außerdem haben diese Maschinen eine große Trägheit und brauchen daher eine
er-_ hebliche Zeitspanne, um nach dem Wechsel der Drehrichtung wiederdin volle Drehzahl
und Leistung zu erreichen. Weiterhin wird bei den bisher bekannten Kraftmaschinen
der größte Teil der hineingesteckten Energie durch die-Bet.,egung'
der
hin- und hergehenden Massen, d.h. durch die Massenträg-. heitsmomente vernichGet
und geht daher für den Wirkungsgrad, verloren, so daß sich nur die bisher bekannten
geringen Wirkungsgrade von utwa 3o % ergeb2n. Ein weiterer entscheidender
Nachteil ist das bisher unvermeidliche hohe Ljistungsgewicht der bekannten Kraftmaschinen.
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Ferner ist bei diesen Maschinen der HubiJeg des Kolbens durch die
Größe der Kröpfung der Kurbel beaehränkt, dadurch ist man an bestimmte Verdichtungs-
und Expansionswege gebundL-n. Die bekannte Bauart führt schließlich dazu, daß die
Expansion nur teilweise und damit sehr schlecht ausgenutzt -teird; dies ist auch
von ausschlaggebender Bedeutung für den geringen Wirkungsgrad der bakannten Maschinen.
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Die gleichen vorstehend für Kraftmaschinen angegebenen Nachteile sind
auch bei den bekannten Arbeitsmaschinen vorhanden. Zur Vermeidung dieser Nachteile
hat cine Maschine erfindungsgemäß mindestens einen in einem hohlun, ringförmigen
Gehäuse auf einer Kreisbahn umlaufenden Kolben, einen sogenannten Kreiabahnkolben,
und mindestens ein Sperrorgan, das das ringförmige Gehäuse in Arbeitsräume unterteilt.
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Das Prinzip der neuen Maschine wird an Hand der-Fig. 1 erläutert.
Das ringförmige Gehäuse 1 übernimmt die Aufgabe des bzw. der Zylinder bei
den bisher üblichen Kolbenmaschinen.
Der Kolben 2 läuft aber nicht
mehr hin und her, sondern bewegt sich, beispielsweise angetrieben, fortlaufend im
Kreise. Durch das Sperrorgan, beispielsweise den Schieber ist in dem ringförmigen
Gehäuse 1, d.h. in der Kolbenbahn, eine abschließende Wand vorhanden, auf
die der Kolben 2 in Pfellrich-tuag zuläuft. Vor dem Kolben 2 entsteht demzufolge
eine Verdieatung, während hinter dem Kolben ein Vakuum entsteht. Gelaagt der Kolben
2 an den Schieber 3, so wird dieses Spetrorgan und damit die abschließende
liiand kurzzeitig aus' der Kolbenbahn gezogen, so daß der Kolben 2 diese Stelle
passieren kann. Hinter und vor dem Sperrorgan _3 befindet sich je e ine Öffnung
4 und 5 in der Wandung des Gehäuses 1,
so daß ein yledium, beispielsweise
Wasser, in das ringförmige Gehäuse ein- und wieder äustreten kann. Auf die beschriebene
Weise arbeitet die Maschine in beiden Drehrichtungen als Die Vorteila der neuen
Maschine bestehen im wesentlichen darin, daß ---,eine hin- und hergehenden Massen
vorhanden sind, sondern-nur totierende Teile. Bei symmetrisehem Aufbau der Maschine
ist diese daher sehrgutausgei-mchtet.' Die Leistung kann beliebig gesteigert werden,
da keine Beschränkung der Baugröße gegeben ist; nur nach unten ergibt sich eine
Grenze durch die,feinmechanische Bearbeitung. Auch.für die Drehzahl Ist an--aI-,ph
keine obere Grenze vorhanden, sondern diese ist
lediglich durch
die Explosions- bzw. Verbrennungegeschwindigkeit begrenzt. Wegen des Fehlens hin-
und hergehender Massen hat die Maschine bei allen Drehzahlen das gleiche Drehmoment,
Aus dem gleichen Grunde läßt sich die Maschine zum Wechsel der Drehriehtung schnell
abbremsen und leicht umsteuern, wie später noch im einzelnen erläutert wird. Die
volle Leistung ist Immer vorhanden, da das Drehmoment von Nüll bis zur höchsten
Drehzahl gleich isti Außerdem hat die neue Maschine, wi ederum bedingt durch das
Fehlen hin- und hergehender Teile und durch den Wegfall der daraus reaultierenden
Verluste einen sehr guten Wirkungsgrad, der bei etwa 60 % und höher liegt.
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Ein weiterer, sehr bedeutender Vorteil ist das geringe Leistungsgewicht
der neuen Maschine, es Ist wesentlich kleiner als bei den bisher bekannten Maschinen.
Beispielsweise leistet die neue Maschine als Verbrennungskraftmaschine bei einem
Gewicht von etwa 25 kg etwa 100 PS9 so da:ß das Leistungsgewicht demnach
bei 0p25 kg/PS liegt, Durch die Verwendung extrem leichter Werkstoffe läßt
sich das Leistungsgewicht noch weiter herabsetzen.
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Der Hubweg des Kolbens entspricht bei der neuen Maschine günstigstEnfaUs
einer ganzen Kreisbahn, so daß verhältnismäßig sehr lange Verdichtungs- und Expansionswege
bzw. sehr hohe
Verdichtungsverhältnisse möglich sind,-wie sie bei
den bisherigen Maschinen auf Grund der gegebenen Verbältnisse nicht möglich waren.
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Weitere Eln elheiten der Erfindung werden Im Folgenden an einem weiteren
In den Fig. 2 bis 8 dargestellten AusfUhrungsbeispiel behandelt$ die schematisch,
teilweise im Schnitt.. eine Verbrennungskraftmaschine wiedergeben.
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Die Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung einen in vier Takten
arbeitenden Verbrennungsmotor mit zwei ringför-r migen Gehäusen (Kol benlaufbahnen).,
in denen je zwei Kolben (Krei.gbabnkolben) umlaufen.
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Die Fig- 3 zeigt die Anordnung der tür die-zur Erzeugung der
Arbeitsräume in den beiden ringförmigen Gehäusen notwendigen Sperrorgane, die als
Steuerscheiben ausgebildet sind ohne das Gehäuse.
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In Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Rotationskörpers mit den beiden
Kreisbahnkolben ohne das-Gehäuse dargestellt.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen weitere Einzelheiten des Motors.
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In Fig. 7 sind an Hand der abgewickelten Kreinbahnen die vier
Arbeitstakte des Motors dargestellt.
Die Fig. 8 zeigt eine
A lungt des In den'Fig. 2 bis 7
.'Up
dargestellten, nach
dem gleichen Prinzip arbeitenden Viertaktmotors mit kugelförmigem Rotationakörper.
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Der gezeigte Motor nach der Erfindung ist so aufgebaut, daß zwei ringförmige
Gehäuse 6 und 7 mit rechteckigem Querschnitt feststehend nebeneinander
angeordnet sind. Zwischen diesen -beiden Gehäusen Ist ein scheibenförmiger Rotationakörper
8 mit der Achse g'angeordnet., der zu beiden Seiten mit je zwei sich gegenUberstehenden,
segmentförmigen Kolben, den Kreisbahnkolben 10 und 11 bzw. 12 und
13, versehen ist, die paarweise In den Gehäusen 6 und 7 umlaufen.
In der Fig. 2 ist das Gehäuse 6 geschnitten dargestellt., so daß man die
beiden Kolben 10 und 11 sehen kann. Die beiden Kolben 12 und
13 befinden sich In dem geschlossen dargestellten Gehäuse 7 etwa an
den gleichen Stellen wie die Kolben 10 und 11.
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Die beiden ringfbrmigen Gehäuse 6 und 7 sind an zwei
gegenüberliegenden Seiten mit schmalen, radialen Schlitien 14 und 15 bzw.
16 und 17 versehen, in die die zur Unterteilung der ri ngtörmigen
Gehäuse In Arbeitsräume notwendigen Sperrorgane eingreifen. Bei dem dargestellten
Beispiel Ist jedes ringförmige Gehäuse In zwei Arbeitsräume unterteilt, so daß insgesamt
vier Arbeitaräume fUr die vier Kreiabahnkolben vorhanden sind.
Die
Sperrorgane bestehen aus den vier Steuerscheiben 18, 199
20 und 21* deren
Achsen senkrecht zur Achse 9 des Rotationskörpers 8 stehen und die
alle In der gleichen Richtung mit der gleichen Geschwindigkeit von der Achse
9 angetrieben werden. Die Steuerscheiben sind alle mit einem Ausschnitt 22
verseheni befindet sich dieser Ausschnitt jeweils in einem der Schlitze 149
159 16 oder 17, so kann der betreffende Kreisbahnkolben an dieser Stelle
frei durchlaufen, während die Kreinbahnen zu anderen Zeiten durch die Steuerscheiben
gesperrt -sind. Die Einstellung der Steuerschelben 18 bis 2-1 muß
so erfolgen, d.h. die Ausschnitte 22 mUssen so gelegt werden, daß die in
den beiden Gehäusen 6 und 7 gebildeten Arbeiteräume jeweils im richtigen
Zeitpunkt zum Eintritt bzw. Austritt der Kolben nacheinander kurzzeitig geöffnet
werden.
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Bei dem dargestellten Beispiel sind die Steuerscheiben 18 bis
21 je mit einem Äussehnitt 22 versehen, folglich muß die Drehzahl der Steuerscheiben
doppelt so groß sein wie die Drehzahl des Rotationskörpers 8. Die Drehzahl
der Steuerscheiben und des Rotationskörpers müssen gleich'groß sein, wenn die Steuerscheiben
mit zwei Einschnitten zum Durchlaß der Kreisbahnkol-ben versehen sind. Der Durchmesser
der Steuerscheiben ist nicht kritisch, da nur die Länge des Einschnittes dem Weg
des Kolbens beim Durchgang entsprechen muß. Die günstigsten Verhältnisse ergeben
sich, wenn der Durchmesser der Steuerscheiben dem Durchmesser des Rotationskörpers.,
geme'ssen in der Mitte der Kolbenbahn, entspricht.
Die Steuerscheiben
18 bis 21 laufen spielfrei in einem völlig geschlossenen Gehäuse
23, jedoch mit willigem Gang., gegebenenfalls ohne jede Schmierung. Das Gehäuse
23 steht senkrecht zu dem Gehäuse des Rotationskörpers.
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Der Rotationskörper 8 ist in der Mitte zwischen den Kolben
mit einer umlaufenden Nut versehen, in der ein stillstehender Steuerring 24 angeordnet
ist., der in bestimmten Stellungen gegenUber dem Gehäuse einstellbar ist und festgehalten
werden kann. Dieser Steuerring 24 ist., wie Fig. 4 zeigt., an zwei genau gegenüberliegenden
Stellen mit Öffnungen 25 versehen und hat einen Hebel 26 zum Feststellen.
In Drehrichtung ior den auf dem Rotationskörper 8 fest angeordneten Kolben
lo und 11 siehe Fig. 5 - und hinter den Kolben 12 und 13 sind
parallel zur Achse 9 verlaufende Öffnungen 27 vorgesehen, die auf
dem gleichen Durchmesser angeordnet sind wie die Öffnungen 25 in dem Steuerring
24 und bis an diesen heranreichen, so daß in einer bestimmten Stellung des
Rotationskörpers 8 die Öff-
nungen 25 und 27 zwäi Querverbindungen
zwischencbn beiden Gehäusen 6 und 7 bestehen. Der Steuerring 24 ist
gut abdichtend in den Rotationskörper 8 eingepaßt.
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Für die Abdichtung der an dem'umlaufenden Rotationskörper
8
befestigten Kolben lo bis
13 gegenüber den stillstehenden Gehäusen
6 und
7 zeigt die Fig.
6 beispielsweise eine Lösung; allerdings
ist nur der Kolben lo in dem Gehäuse
6 geschnitten
| darliestellt, Der Ulb@ft 10 ist U*rb*i taat Volletanas
von |
| den Qehbwo 6 dioh% u»obj«sen und nur durob einen
schmalen |
| Steg 28 mit dem 8 V*rbundtfte Aut diese Weie |
| 49 enttX11t die Notwordiakeitj, den RotationakörPtr
8 gt&OU |
| das Geh"$* aut der Samen Breit* d.,04 Kolben»
10 ßbwÄdight@A, |
| Um die a» öttnen, und Schließen der belden, QuerverbInduffla |
| ZWIechen den beiden Gehäusen 6 und
7 notwendige# aibsattimmte |
| 3t»uerzeit au erreichen, sind die In der ßbene
der Aaue |
| des Rotationakörper* angeordneten ateuer*Obtit*n
18 bis 21 |
| In der Höbe etwa* Segeneinender vorat'txt# praktisch
um den |
| Durchnteaer der Ach** g. Die Steuernaheiben
18 und 20 lIegen |
| schAben- |
| unters die ateuer/ und 21 liegen Uber der Achse
99 Diese |
| Anordnung der Steutracheiben %-um Ausgleich der Durchlaufmet- |
| ten der Kolben an den Sp*rrutellen$ deb. an
den Schlitzen 14 |
| bis 17 Ist In Fige 7 deutlich zu erkennen. |
| Der neue Motor arbeitet nun nog, daä In dem ringt-Örmigen
Gehäuse 6 |
| das Krattetortgemtech angeaaugt und verdichtet wird#
während |
| In dem ringtörnigen Gehäuse 7 die Zxplosion erfolgt
umd die |
| Verbrennungerüakatände ausgestoßen worden. |
| In Pia. 7 4ind Tolle der Gehäuse 6 und
7 und den darin betind- |
| lichen Rotationakörpern 8 mit den Kolben 10 und
12 sowie ein |
| Teii den Steuerringen 24 abgewickelt dargestellt*
Es ist nur |
| die Umgebung der Oehäuse um die iSteuersaheiben
20 und 21 wieder- |
gegeben$ da der Ablauf der einzelnen Arbtitstakte sich in dieaeit
Bereiah klar erkennen läßt. Die Steuerscheiben 20 und 21 eindg wie bereits erwähnt
wurde" mit Ihren Bbenen gegeneinander versetzt. Sie mUnsen einen solchen Abstand
voneinander haben# daß die Öffnungen
25 und
27 tUr
die Uberetrömen
den Krattatottgemitehen von dem Gehäuse
6 In
das Gehäuse
7, einschließlich der Uberdeckung dieser Öffnungen beim öffnen und Schließen
zwischen den Steuerschelben 20 und 21 liegen*.
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In Fig- 7a ist der Arbeitztakt den Anaaugenn dargestellt. Der
Kolben 10 In dem Gehäuse 6 beginnt das Kraftstottgemisch durch
den Anzaugstutzen 29 anzuaaugens (leichzeitig bewegt sich der Kolben 12 In dem Gehäuse
7 unter Einwirkung der i#xplosion' noch in Pfeilrichtung. Die Arbeitsräumg
in dem Gehäuse 6 und 7 bleiben während dieser Zelt durch
die Steuersoheiben 20 und 21 geschlossen.
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In Fig.
7b tot der Höhepunkt der gewUnachten Verdichtung In
dem
Gehäuse
6 gerade erreicht. Der Kolben
10 hat das Angeaaugte
Krattatotegemisch soweit verdichtet. Inzwischen hat der Kolben
| 12 *einen Weg unter dem Einfluß der vorhergegangenen
Explosion |
| 20 |
| beendet und die Steuersaheibe paasiert, so daß sich
der Ex- |
Ploaionsraum in dem'Gehäuse
7 zur Aufnahme de* verdichteten Kraftstotfgemisahas
neu gebildet hat. Inzwischen hat sich der Rotationakörper
8 no weit gedreht"
daß seine Öffnungen
27 und
die Öffnungen
25 In dem Steuerring
24 zur Deckung gekommen sind
und so die zum Uberströmen notwendige
Querverbindung entstanden Ist. Jetzt wechselt das verdichtete Kraftstoffgemisch
aus dem Verdichtungsraum in dem Gehäuse
6 auf der einen Seite des Rotationakörpers
8 in den-gleich großen Explosioneraum In dem Gehäuse
7 auf der anderen
Seite des Rotationakörpers. Die Arbeitsräume in dem Gehäuse
6 und
7 bleiben durch die Steuerscheiben 20 und 21 geschlossen.
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Fig. 70 zeigt den Zustand unmittelbar nach Beendigung des Überströmens
des verdichteten Kraftstoffgemisches. Durch die weitere Drehung den Rotatianskörpers
8 ist inzwischen die. Querverbindung zwischen dem Gehäuse 6 und
7 wieder beseitigt worden. Jetzt wird das verdichtete Kraftstoffgemisch in
dem Gehäuse 7 mit Hilfe der Zündkerze 30 zur Explosion gebracht und
treibt den Kolben 12 vorwärts. Inzwischen öffnet die Steuerscheibe 21 das Gehäuse
6, damit der Kolben 10 die Sperr- bzw. Abschlußstelle passieren und
neu ansaugen kann. Die Steuerscheibe 20 hält den Arbeitsraum in dem Gehäuse
7 geschlossen. Der Kolben 12 schiebt die Verbrennungsrückstände von der vorangegangenen
Explosion vor sich her.
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Die Fig. 7d zeigt, wie der Kolben 12 die letzten Reste der
Verbrennungsrückstände aus der Auslaßöffnung 31 herausdrU.okt.
7
Die Steuerscheibe 20 hält den Arbeitsraum In dem Gehäuse #ofeiterhin geschlossen,
während der Kolben 10 in dem Gehäuse 6 wieder
neu
angesaugtes Kraftstoffgemisch verdichtet. Beim Weiterdrehen den Rotationakörpers
8 verschließt der Kolben 12 die-Auslaßöffnung .31 und passiert anschließend
die durch die Steuerscheibe 20-gebildete Sperr- bzw. Abschlußstelle in dem Gehäuse
7.
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Die vorstehend erwähnten Sperr- bzw. Abschlußiätellen zur Bildung
der Arbeitsräume in den,Gehäusen 6 und 7--sind vergleichbar mit dem Umkehrpunkt
des Kolbens vor dem Zyllnderkopf bzw, vor dem Zylinderdeckel bei den herkömmlichen
Motoren. Es soll in diesem Zusammenbang erwähnt werden., daß bei den bisher
be-
kannten Maschinen die Kolben nur einseitig wirken" während die Kreinbhhnkolben
der neuen Maschine mit ihrer Vorder- und Rückseite wirksam sind.
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Die Erläuterungen zu der Fig. 7 beziehen sich auf je einen
Kolben in den Gehäusen 6 und 7, tatsächlich sind aber bei dem beschriebenen
Beispiel in jedem Gehäuse' zwei Kolben vorhanden, so daß sich die für die Kreiabahnkolben
lo und 12 beschriebenen Vorgänge bei dem entgegensetzten Kolbenpaar 11 und
13 gleichzeitig noch einmal abspielen.
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Der neue Motor kann auch so konstruiert werden., daß die Steuerseheiben
nicht versetzt, sondern in einer Ebene liegend angeordnet sind. Dann müssen die
Überströmöffnungen 27
in den beiden Seiten des Rotationskörpers
8 auf dem Umfang
desselben um den Abstand gegeneinander
versetzt sein" der dem bisherigen Versatz der Steuerscheiben entspricht. Der Steuerring
auß mit einem entsprechenden Langloch versehen seiaj, damit In richtigen
Moment das verdichtete Kraftstotf gemisch durch das Langlach von dem Verdichtungsraum
In den Explosionsraum gelangen kann.
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Der neue Motor hat eine Ansaug- und-Verd:Lichtungsseite sowie eine#EiMlosIona-
und Ausstoßseite. Vorteilhaft besteht die EXplosions- und Ausstoßselte aus'hochwertigem.,
hitzeb«tändIgem Material, während die Ansaug-'und Verdichtungsselte aus Material
mit geringeren Festigkeitseigenschaftea" beispIelsweise aus, Leichtmetall, bestehen
kwm. Die Ansaug- und Verd:Lehtungsseite des Notora bleibt kalt und kühlt
die Exploa:Lons- und Ausstoßselte., umgekehrt erhält die Anaaug- und Verd:Lehtungsselte
von der Explosions- und Ausstoliseite eine VorwUrmung fUr das zu verdichtende KraftstatTgemisch.,
so daß al-ch die beiden Seiten des Rotationakörpers gut ergänzen* Wle bei jedem
bisher bekumten Verbrennungsmotor Ist aber auch bel dem neuen Motor auf einfache
Weise eine Wasserum-.1 11,111 --- # einzurichten" wenn dies notwendig Ist*
Der Motor läutt gleich gut in beiden Drehrichtungen. Zur Xnderung der Drehrichtung
werden die beiden Setten des Motors In Ihrer Wirkung vertauscht" d.h. das bisher
als Anaaug- und Verd:Lehtungsseite wirkende Gehäuse 6 wird zur Exploslons-
uhd
Ausstoßseite. Entsprechend wird das Gehäuse 7 zur Ansaug-und
Verdichtungsseite. Um dies zu erreichen.. wird der An-31 saugstutzen 2-9 zur Auslaßöffnung
und die Auslaßöffnung zur Anaaugöffnung gemacht. Die ZUndkerze 3o In dem Gehäuse
7
wird nicht benutzt, dafür tritt an der-gegenüberliegenden Seite des Gehäuses
6 eine entsprechende Zündkerze-in Aktion. An der Anordnung der Kralsbahnkolben
auf dem Rotationskörper und an der Einstellung der Steuerscheiben wird nichts
geähdert. Der Motor läuft dann In entgegengesetzter Drehrichtung, wie vorsIr'oehend
beachrieben. Vorteilhaft wird tUr die Uffischaltung von einer Drehrichtung auf die
andere eine Programmwählscheibe verwendet, mit deren Hilfe die fUr die Umsteuerung
des Motors erforderlichen Maßnahmen gleichzeitig bewerkstelligt werden.
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Bei einem Kolben In einer Kreinbahn mUssen die Geschwindigkeiten von
Rotationskbrper und Steuerscheiben gleich groß sein., wenn die Steuerscheiben mit
einem Ausschnitt fUr den Durchtritt des Kolbens versehen sind. Bei zwei Kolben In
einer Kreinbahn muß, wie schon erwähnt, die Geschwindigkeit der Steuerscheiben doppelt
so groß sein wie die Geschwindigkeit den Rotations;rörpers oder die Steuerscheiben
müssen bei gleich großer Geschwindigkeit zwei Ausschnitte haben. Bei drei Kolben
in einer Kreisbahn muß die Geschwindigkeit der Steuerscheiben dreimal so groß sein
wie die Geschwindigkeit den Rotationskörpers, oder die Steuerscheiben mUssen'bei
gleich großer Geschwindigkeit drei Ausschnitte haben.
An sich kann
die Zahl der Kolben in einer Kreinbahn beliebie groß gewählt wordan, sofern noch
genUgend große Verdichtungen und PUllungen erreicht worden. Unabhängig von der Kolbanzahl
in jeder Kreisbahn arbeitet der Motor immer als Viertakt-Motor. Bei zwei Kolben
in einer Kreisbehn werden bei einer Umdrehung zwei Kraftstöße erteilt. Wird der
Motor mit drei Kolben in jeder Kreisbahn ausgeführt, so erhält man drei Kraftstöße
bei einer Umdrehung usw. Da ein Motor mit zwei Kolben in jeder Kreisbahn pro Umdrehur.&
zwei Kraftstöße erhält, ist er in seiner Wirkung vergleichaar mit einem bisher Ublichen
Achtzylindermotor. Der neue Motor hat daher einen sehr hohen Gleichförmigkeitagrad
und ein konstantes Drehmoment.
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Bei nür einem Kolben in einer Kreisbahn ergibt sich t«r die Verdichtung
durch den langen Weg des Kolbens der größtmögliche Wortg so daß Verdichtungen erreicht
werden können., wie sie bisher nicht möglich waren. Es lassen sich leicht
Verdichtungsverhältnisse bis'li2oo erreichen. Bisher ist kein brauchbarer Verbrennungsmotor
mit einer so hohen Verdichtung bekannt geworden. Bei den bekannten Motoren arbeitet
man praktisch mit einer Verdichtung von etwa 1t7,5 bis lilo.
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Auf Grund der holmn möglichen Verdichtung können für den neuen Motor
auch hochzündbare Betriebsstoffe verwendet werden., wie beispielsweise
Öl, Kohlenstaub usw. Wenn die mögliehe
hohe Verdichtung
nicht benötigt wird, wird in der Kreisbahn die Zahl der Kolben erhöht.
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Die Menge des zu verdichtenden Kraftstoffes, d.h. das Ansaugvolumen
und den Grad der Verdichtung kann man auch durch die länge den oder der Kolben oder
durch deren Anordnung in der Kreisbahn bezüglich der Sperr- bzw. Abschlußstellenfestlegen
und beeinflussen.
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Neben dem in den Fig. 2 bis 7 dargestellten AusfUhrungsbeispiel$
bei dem jeweils zwei Kreisbahnkolben zu beiden-Seiten einen scheibenförmigen Rotationskörpers
angeordnet sind, ergeben sich für das gleiche Prinzip weitere Ausführungsmöglichkeiten.
Beispielsweise kann der Rotationskörper die destalt einer Kugel haben. Ein solcher
Motor ist beispielsweise In Fig. 8 dargestellt. Der wesentliche Unterschied
besteht darin, daß an Stelle der bisherigen vier Steuerscheiben nur zwei um die
Kugel rotierendeg mit entsprechenden Durchlaßöffnungen für die Kolben versehene
umlaufende ringförmige Steuerscheiben vorhanden sind.
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Auf dem kugelförmigen Rotationskörper
32 mit seiner durch den
Mittalpunkt gehenden Achse
33 sind auf zwei gleich großen., senkrecht zu
dieser Achse angeordneten Bahnen jeweils zwei Kreisbahnkolben 34 bis
37 angeordnet.
Die beiden vorgenannten Kreisbahnen sind'von je einem ringförmigen Gehäuse
| JO und 39 ufflebäng in denen die beiden
Yreiabahnkolben .34 |
| und .3.5 bzw. 36 und 37 umlaufen können.
Zwischen den buiden |
| Gehäusen und parallel 'zu ihnen ist ein Steuerring #o ange- |
| ordnets derdem Steuerring 24 bei den Motor
gemäß den Figo |
| 2 bit 7 entspricht und mit dessen Hilfe die ÜberetrönkugUe |
| 41 zwischen den beiden Gehäusen 38 und
.39 geschlossen bzw. |
| geöffnet worden können. Die'Uberetrönkangle 41. entsprechen |
| den Uberntrö"ftznmgen 27 den zuerst beschriebenen Motors* |
| Die Unterteilung der beiden ringtörmigen Gehäuse
38 und 39 In |
| Arbeiteräumt ertolgt-durch zwei ringförmige Steuerscheiben |
| 420 die parallel au' der Achse 339 etwa
in der Höhe derselb#n |
| und senkrecht zu den Gehäusen 38 und 39 angeordnet
und auf |
| der Inn*naeite mit zwei Einschnitten 43 zum Durchlas& der |
| Kreinbahakalben versehen sind; dabei Ist aine Steuerscheibu |
| 42-Uber der Achse 33 und die andere Steuerneheibe 42
unter |
| der Achse 33 angeordnet. Im übrigen entspricht
die Arbeite,- |
| weine dieses Motors genau der Arbeitsweine den Motors gemäß |
| den Fig. 2 bis 7. |
| Legt man die Achse den kugelförmigen Rotationakörpern
und |
| die ringförmigen Steuerscheiben nicht In eine M»ne,
sondern |
| ordnet man nie so an" daß die Achse de* Rotationakörpure
und |
| die l-'läche der Steuerechelben einen Winkel zueinander bildunp |
| so geaUgt eine ringtörmige, auf dem größten Durchmesser ange- |
| ordnete, Uber den Mittelpunkt der Kugel lautend* Steuersoheibeg |
| da sich Achse und Steuer4cheibe nicht stören können. |
Bei den bisher beschriebenen Beispielen haben
die Kreisbahnkolben
einen rechteckigen Querschnitt; die Kolben können aber auch einen halbkreinförmigeng
einen trapezförmigen, einen dreieckigen oder jeden anderen geeigneten Querschnitt
haben.
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Eine Vergrößerung der Leistung ist durch Vergrößerung den Motors oder
durch Aneinanderreihung gleicher Einheiten leicht zu erreichen. Dabei können-gegebenenfalls
die Steuerscheiben nicht nur für einen Rotationakörper$ sondern beispielsweise fUr
zwei Rotationskörper verwendet werden. Es können auch auf einer Welle mehrere
Rotationakörper hintereinander angeordnet sein, so daß beispielsweise sechs Steuerscheiben
tUr zwei Rotationskörper mit je zwei Kreiabahnen genUgen.
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Das Kreisbahnkolben-System läßt sich einngemäß auch anwenaen., wenn
als Rotationskörper ein Zylinder verwendet wird, auf dessen Außenseite oder auf
dessen Innenseite die Kolben sowie die Gehäuse für diese und die Steuerscheiben
angeordnet sind.
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Es können auch bei einem flachen scheibenförmigen Rotationnkörper
auf einer oder auf beiden Seiten desselben zwei Kolbenbahnen konzentrisch zueinander
angeordnet sein. Beispielsweise kann bei dem Ausführungebeispiel nach den Fig..
2 bis
7 je eine weitere Kolbenbahn außerhalb der dargestellten Bahnvorhanden
sein. Diese zusätzlichen Kolbenbahnen können durch die"bereite vorhandenen 3teuerscheiben
ohne Veränderung in ihrer Funktion mitgesteuert worden.
| Es tot auth möglich» den neuen Motor ne aurzubauan,
d&Z die |
| für die SewUnsohte Wirkung erforderl:ichen bitiden Kralsbahnen |
| mit den zugehörigen Kolben und OthiLuaen In Form von zwei |
| konsentrUthen Ringen auf einer 3eite eines schelbenfUrolgen |
| Aotatimskörpers angeordnet 4ind. Dabei kann der Were
illug |
| *um Ansaugen und Verdichten und der Innere Ring zur !ixplosion |
| und zum AunotoSen verwendet worden. Die Anordnung
kann aber |
| auoh umgekehrt getroffen werden, deh. der Innere Ring
dient |
| zum Anneugen und Vordiabten und der äußere Hing zur "plo:aton |
| Wid s« Ausatoßen, Die Uber*tr"kangle intliseen
dann von ob« |
| maoh unten verlaufen und der Vorgang oelbet wird duroh
einen |
| sylindriechen, Ring mit entsprechenden Öffnungen gesteuert@ |
| Liegt bei4pielaweine der Vordiebtungeraum aufJen und der Sx- |
| plostonsram Innen" eo 14t bei gleichen KolbenquerseinItt
der |
| Vord Ichtungeraum größer *In der £xplosioneraum. Dadurih
er- |
| gibt eiah eine ei* bei den herUmm- |
| liehen Yorbrennua4samtoren nur durch zusätzlich* -iinrichtungun |
| erreicht worden kann. Die neue Maschine kann daher auch
ala |
| einfach oder doppelt wirkender HochleIatungsmotor auageführt |
| Sei der lerhendung houheÄploalver #setrieDastoffe
wie Äthtrj |
| Xer*Lol usw*, verfährt zan vortailhaft-ßo" d" die Jurdichtwig |
| In dem inn2ren Gehäuse und die jixploaion In deir, äuw'---r--n
ath&usv |
| erfolgte Da die Vordichtungageschwindigkeit in
den Inneren |
Gehäuse geringer Ist
als In dem äußeren Gehäuse» wird
auf diese
,Weine die Gefahr der SelbstentzUndung dieser hochexplostven Stoffe
wesentlich herabgesetzt.
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Für den neuen Motor kann jeder beliebige Kraftstoff verwendet werde-n..Mit
einigen Änderungen läuft der Motor auch als Diene1.-motor bzw. als Zweitakter.
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Die neue Maschine ist auch Zutals Hochdruckdampf#maschine zu verwenden.
Anstelle der bisher fUr eine gute Ausnutzung den Dampfes notwendigen KoMbination
von Hochdruck-j.Mitteldruck-und Niederdrudkatufen genÜgt jetzt eine einzige Stufe
zur 'restlosen Ausnutzung des Dampfezo da der Expansionsweg des Kolbens lang genug
Ist. Man Icann auch zur Ausnutzung den Jcr:Lti"schen Druckes diesen allmählich in
zwei Stuten herunterarbeiteng beispielaweize in zwei kon-zentriaoh zueinander angeordneten
ringförmigen Gehäusen. Ein solcher Aufbau der neuen Maschine ist vorstehend bereits
beschrieben.
- Die Dampfmaschine ist beispielsweise die Umkehrung der in
Fig.
1 dargestellten und-bäischriebenen Pumpe. Die Umsteuerung erfolgt auf
einfache Weine lediglich durch Vertauschen von.Einlaß und Auslaßfür den Dampf.
- Der wesentlichste Vorteil einer DamPfmaSchine nach der Erfindung liegt
darin, daß die bisher notwendige Voreinströmung zum Abfangen des durch den Kolben
und die Pleuelstange verursachten Gewichtes-und die dadurch bedingten Verluste vermieden
werden, weil die neue Dampfmaschine keinen hin- und
| hergehenden Kolben mit Pleuelstange hat. Da die Maschine,
keine |
| Tlotpunkte hat, hat sie in jeder Stellung ihr maximale&
Dreh- |
| moment. |
| Der Verschleia dieser Masahine;iat erheblich geringer als bei |
| Maschinen mi.t hin-. und-hergehenden Teilen; dIe Lager sind
nur |
| gewichtgbulaatet aber nicht maamiebe#lastet;" währenct
die Lager |
| bei den herktibinilichen Maschinen gaviiehts#- und massehelastet |
| sind,. |
| Das Arbeitsprinzip der ertindungsgemgßen Maschine mit Kreisbahn- |
| kolben ist umkehrbar; ale kann entweder als Kraftmaschine |
| (Verbrennungsmotor, Dampfmaa-chine usw.) arbeiten., oder sie
kann |
| als Arbeitsmaschine (Kolbenpumpe" Rotationaverdichter
usw.) |
| betrieben werden. |
| Di& neue Kraft- und. Arbedtsmaschine arbeLtet mit
jeders Medium# |
| das-, unter Druck steht;" so:tern bepi. tlUssigen Medten die
Viskosi,- |
| tät geeignet gering Iat, |