DE1401421A1 - Machine or pump system - Google Patents
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Description
Maschine oder 2umpenanlage. Die Erfindung betrifft Maschinen, Pumpen oder ähnliche Anlagen (Mechanismen). Sie ist auf Maschinen nach Art von Brennkraftmaschinen I gleichgültig ob sie mit Verdichtungsmzündung oder Funkenzündung, nach dem Zwei- oder Viertaktsystem oder nach einem anderen passenden Arbeitskreislaufprinzip arbeiten, sowie auf Maschinen anwendbar, die wie Dampfmaachinen und hydraulische Maschinen mit einem Druckmedium betrieben werden. Ferner kann die Erfindung sowohl für Druck- als auch für Abeaug- und Spülpumpen und für Flüssigkeiten ebenso wie für Gase verwendet werden. Die Erfindung stellt sich die Aufgabes einen Mechanismus zu schaffeng der gedrängt (kompakt) und einfach und Üo- wohl bei der Herstellung-als auch für die Wartung leicht zusammenbaubar und zerlegbar ist und der f erner lang und störunggfrei arbeitet.Machine or 2-pump system. The invention relates to machines, pumps or similar systems (mechanisms). It is indifferent to machines of the type of internal combustion engines I whether they work with compression or spark ignition, according to the two- or four-stroke system or according to another suitable working cycle principle, as well as to machines that are operated with a pressure medium, such as steam machines and hydraulic machines. Furthermore, the invention can be used for pressure pumps as well as for suction and flushing pumps and for liquids as well as for gases. The invention has as its Aufgabes a mechanism to schaffeng the crowded (compact) and simple and Üo- well in the production-and can be assembled and disassembled for maintenance easy and f erner worked long and störunggfrei.
Ferner will die Erfindung eine Brennkraftmaschine an die Hand geben,- die widerstandsfähig und leistungpfähig ist, ein hohes Kraft(Zeistungs): Gewichtsverhältnis hat (bei der das Verhältnis von Kraft zu Gewicht groß ist), die normalerweise nicht hoch belastet (beansprucht) ist, ein im wesentlichen gleichmäßiges-*Drehmoment entwickelt und ein ihr innewohnendes Maß an Vorverdichtung aufweist, wenn die Maschinenmasse selbst drehbar ist. Eine Zweitaktverbrennungsmaschine gemäß der Erfindung ist darüber hinaus besonders einfach in der Konstruktion.Furthermore, the invention wants to give an internal combustion engine to the hand, which is resilient and capable, a high power (performance): weight ratio (where the strength-to-weight ratio is large) that usually doesn't is heavily loaded (stressed), an essentially uniform- * torque developed and has an inherent degree of precompression when the machine mass itself is rotatable. A two-stroke internal combustion engine according to the invention is above also particularly simple in construction.
Gemäß einem Kennzeichen der Erfindung ist ein Maschinen- oder Pumpenmechanismus vorgesehen" der einen Zylinder in Form eines Torus-abschnittes umfaßt. Der Zylinder ist zur Gänze an einer Seite einer ersten Achse angeordnet, die durch die Achse der Erzeugenden des Torus geht und in -der Ebene seines -Teilkreises liegt. Ein Kolben ist zur Gänze an einer Seite einer zweiten Achse angeordnet und mit Bezug auf die zweite Achse derart gelagertg daß er um einen Radius des Teilkreises des Torus eine Schwenkbewegung ausführen kann. Der Kolben ist in dem Zylinder so untergebracht, daß er relativ zu diesem entlang dessen Teilkreis schwingen *kann, wobei die zweite Achse in einem spitzen Winkel zur ersten Achse angeordnet ist, durch die Kreuzungsstelle der ersten Achse und der Achse der Erzeugenden des Torus geht und in der Ebene dessen Teilkreises liegt. Dabei wird durch eihe relative Sch::wingungsbewegung - d»es Kölbäns im Zylinder e-:'LÜe.rela-tive# -,#Dr>'e"hüng -dem Zylinder und' der zweiten Achse; um -die.' äi##te 'AehäL> ursacht oder umgekehrt.According to one characteristic of the invention, there is provided a machine or pump mechanism which comprises a cylinder in the form of a torus section. The cylinder is arranged entirely on one side of a first axis which passes through and in the axis of the generatrix of the torus A piston is arranged entirely on one side of a second axis and is mounted with respect to the second axis in such a way that it can swivel around a radius of the pitch circle of the torus. that it can oscillate relative to this along its pitch circle *, the second axis being arranged at an acute angle to the first axis, passing through the intersection of the first axis and the axis of the generatrix of the torus and lying in the plane of its pitch circle by a series of relative rocking movement - the Kölbäns in the cylinder e -: 'LÜe.rela-tive # -, # Dr>' e "- the cylinder and 'the second Axis; to the.' äi ## te 'AehäL> causes or vice versa.
.-Nach'-,ei-ne-in weirtbeen Kennzeichen där'Prfindung ist ein Maschinen- oder PU#mpenmächanismüä vorgesehen., - der zWei Zylinder in Form gleicher-,getrönnter Abschnitte. desEfelben Torus um-faßt. -Die -.Zylinder liegen zur Gänze# an gegenüberliegenden Seiten einer -ersten Achse und symmetrisch dazu; diese Achse geht durch die Achse der'Erzeugenden des Torus und lIegtin der Ebene dessen-Teilkreisee. Der Mechanismus umfaßt ferner zwei an gegenüberliegenden Seiten einer zweitenAchse-Und symmetrisch dazu- angeoxdnete#und mit-Bezug,auf die zweite Achse derart ge-. lagerte Kolben, daß jeder Kolben um einen Radius des Teilkreises des Toxus bine# Schwenkbewegung ausführen kann.' , Jeder Kolben ist in einem Zylinder so untergebracht,- daß er relativ-zu diesem entlang dessen Teilkreis schwingen»kann" wobei die zweite Achse in einem spitzen Winkel zur ersten Achse angeordnet ist, durch die Kreuzungsstelle der ersten Achse -und der Achse.-der Erzeugenden des Torus geht und in der Ebene dessen Teilkreises liegt.-Dabei wird durch eine relative Schwingung der Kolben zu ihrenentsprechenden Zylindern einerelative Drehung zwischen den Zylindern einerseits und der zweiten Achse andererseits um die erste Achse bewirkt oder-bewirkt eine solche Schwingung unmittelbar darauf.. -After '-, a-ne-in-weirtbeen characteristic of the invention, a machine or PU # mpenmächanismüä is provided., - the two cylinders in the form of equal, toned sections. of the Elbe torus. -The cylinders are completely # on opposite sides of a -first axis and symmetrically to it; this axis goes through the axis of the generating of the torus and lies in the plane of its partial circles. The mechanism further comprises two on opposite sides of a second axis-and symmetrically therewith-anodized # and with-relation to the second axis in such a way. stored piston so that each piston can swivel around a radius of the pitch circle of the Toxus bine #. '" Each piston is accommodated in a cylinder in such a way - that it" can swing "relative to it along its pitch circle, the second axis being arranged at an acute angle to the first axis, through the intersection of the first axis and the axis. the generating line of the torus and lies in the plane of its pitch circle. A relative oscillation of the pistons to their corresponding cylinders causes a relative rotation between the cylinders on the one hand and the second axis on the other hand around the first axis or causes such an oscillation immediately afterwards.
Nach- -.einem weiter-en Kennzeichen der Erfindung ist ein Maschinen- oder-"Pumpenmechan:LamuE!,ygrgesehen, eine Reihe oder Reihen --(bzw. Blöcke)# -vQn-,.,symmetriech --um-,-eine erste Achse angeordneten Zylindern umfaßt.. wobei jeder-Zyligder einer Reihe die Form eines Toruaabschnittes aufweist» dessen Teilkreis eine längenlinie (Meridian) einer imaginären Kugel bildet; diese Längenlinie geht an gegenüberliegende Pole der-Kugel bildenden Punkten durch die erste Achse, wobei die Zylinder der Reihe eine erste Zone der Kugel, angeordnet um die erste Achse einnehmen. Der Mechanismus umfaßt ferner für die Zylinderreihe eine Vielzahl von Kolben, die an einem Drehkreuz (spider) um eine zweite Achse symmetrisch angeordnet und derart gelagert sindt daß sie jedem Kolben eine Schwenkbewegung um ,einen Radius der Kugel und allen bis auf einen oder zwei diametral gegenüberliegende Kolben eine eigene Umfangsbewegung mit Bezug auf die Vielzahl der Kolben erlaubt. Jeder Kolben ist in einem Zylinder so untergebracht, daß er relativ zu diesem# entlang dessen Teilkreis schwingen kann, wobei-die Kolben für die Zylinderreihe eine zweite innerhalb.der ersten untergebrachte, aber um die zweite Achse angeordnete Kugelzone einnehmen.According to a further characteristic of the invention is a machine or- "Pump mechanics: LamuE!, yg-seen, a row or rows - (or blocks) # -vQn -,., symmetry - around -, - comprises cylinders arranged on a first axis .. each cylinder having one Row has the shape of a Torua segment » its pitch circle forms a longitudinal line (meridian) of an imaginary sphere; this length line goes at opposite poles of the sphere forming points through the first axis, where the cylinders of the row a first zone of the sphere, arranged around the first axis take in. The mechanism also includes a plurality of cylinders for the bank of cylinders Pistons which are arranged symmetrically about a second axis on a turnstile (spider) and are mounted in such a way that each piston swivels by one radius the ball and all but one or two diametrically opposed pistons own circumferential movement with respect to the large number of pistons allowed. Every piston is housed in a cylinder so that it is relative to this # along it Partial circle can oscillate, whereby-the pistons for the cylinder row have a second within.der occupy the first spherical zone housed but arranged around the second axis.
Dabei ist die zweiteAchse.in einem spitzen Winkel zur ersten Achse angeordnet und geht durch diese im Mittelpunkt der Kugel, wobei durch eine relative Schwingung der Kolben zu ihren entsprechenden Zylindern eine relative Drehung zwischen einer Zylinderreihe und ihrer zweiten Achse um die erste Achse bewirkt wird, oder sie bewirkt eine solche Schwingung unmittelbar darauf.The second axis is at an acute angle to the first axis arranged and goes through this at the center of the sphere, being by a relative Vibration of the pistons to their respective cylinders is a relative rotation between a cylinder bank and its second axis is effected around the first axis, or it causes such a vibration immediately afterwards.
Eine Zylinderreihe kann stillstehen und die zweite Achse«um die erste Achse rotieren, so daß der Vielzahl ihrer Kolben-eine Taumelscheibenbewegung erteilt wird. Alternativ kann eine Zylinderreihe um die erste Achse rotieren-und eine Vielzahl ihrer Kolben um eine feststehende zweite Achset in welchem Fall die Zylinderreihe als Schwungrad wirkt. Gemäß noch einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist eine für eine wirksame Vorverdichtung eingerichtete Zweitaktverbrennungskraftmaschine vorgesehen, die eine Reihe oder Reihen von symmetrisch um eine erste Achse angeordneten Zylindern umfaßt, wobei jeder Zylinder einer Reihe die Form eines Toruaabschnittes aufweist, dessen Teilkreis einen Meridian einer imaginären Kugel bildet; diese längsachse geht an-gegenüberliegende Pole der Kugel bildenden Punkten durch die erste Achse, wobei die Zylinder der Reihe.eine erste Zone der Kugel, angeordrit um die erste Achse, einnehmen. Die Maschine umfaßt ferner für die Zylinderreihe eine Vielzahl von Kolben, die an einem Dreh-* kreuz um eine zweite Achse symmetrisch angeordnet und derart gelagert sind, daß sie jedem Kolben eine Schwenkbewegüng um einen Radius der Kugel und allen,bis auf einen -oder zwei diametral gegenüb erliegenden Kolben, eine eigene Umfangebewegung mit Bezug auf die Vielzahl der Kolben erlaubt. Jeder Kolben ist so in einem Zylinder untergebracht, daß er relativ zu diesem entlang dessen Teilkreis schwingen kann, wobei die Kolben für die Zylinderreihe eine zweite innerhalb der ersten untergebrachtel aber um die zweite Achse angeordnete Kugelzone einnehmen. Die zweite Zone-ist um die zweite Achse angeordnet. Dabei ist die zweite Achse in einen spitzen Winkel zur ersten Achse vorgesehen und geht durch diese im Mittelpunkt der Kugel, und statische (feste), aber in Umfang#richtung einstellbare Schließglieder sind nahe bei den Auelaßöffnungen oder nahe bei den Einlaß- und Auslaßöffnungen der Zylinder angeordnet, wobei. eine Drehung einer Zylinderreihe-um-die erste Achse und eine zugehörige Drehung der Vielzahl der Kolben-um ihre zweite Achse durch eine nachfolgende relative Schwingung der Kolben zu ihren entsprechenden Zylindern bewirkt wirdv und eine ,solche Drehung d-er Zylinderreihe im Zusammenwirken mit den in Umfangerichtung eingestellten Schließgliedern bewirkt-ein nachfolgendes exaktes und starkes Öffnen und Schließen der Auslaßöffnungen oder der Einlaß- und Auslaßöffnungen in den günstigsten Regelstellungen.A cylinder bank can stand still and the second axis can rotate about the first axis, so that a swashplate movement is imparted to the plurality of its pistons. Alternatively, a row of cylinders can rotate around the first axis - and a large number of its pistons can rotate around a fixed second set of axes, in which case the row of cylinders acts as a flywheel. According to yet another characteristic of the invention, a two-stroke internal combustion engine designed for effective pre-compression is provided which comprises a row or rows of cylinders arranged symmetrically about a first axis, each cylinder of a row having the shape of a toroid whose pitch circle is a meridian of an imaginary sphere forms; this longitudinal axis goes to opposite poles of the sphere-forming points through the first axis, the cylinders of the row occupying a first zone of the sphere, arranged around the first axis. The machine also comprises a plurality of pistons for the cylinder row, which are arranged symmetrically on a turnstile about a second axis and are mounted in such a way that each piston has a pivoting movement around a radius of the ball and all but one or two diametrically opposed pistons, allowing their own circumferential movement with respect to the large number of pistons. Each piston is accommodated in a cylinder in such a way that it can swing relative to this along its pitch circle, the pistons for the cylinder row occupying a second spherical zone housed within the first but arranged around the second axis. The second zone is arranged around the second axis. The second axis is provided at an acute angle to the first axis and passes through this in the center of the ball, and static (fixed), but in the circumferential direction adjustable closing elements are close to the outlet openings or close to the inlet and outlet openings of the cylinders arranged, where. a rotation of a cylinder bank - about the first axis and an associated rotation of the plurality of pistons - about its second axis is effected by a subsequent relative oscillation of the pistons to their respective cylindersv and such a rotation of the cylinder bank in cooperation with the in Closing members adjusted in the circumferential direction cause a subsequent exact and strong opening and closing of the outlet openings or the inlet and outlet openings in the most favorable control positions.
Die Kolben können je ein einfach wirkender, einseitiger Kolben sein; in diesem Falle wird an jedem Zylinderende nur ein Kompressionsraum benützt. Alternativ kann jeder Kolben dadurch doppelt wirkend sein, daß er doppelseitig ist oder ein Paar Rücken an Rücken angeordneter einseitiger Kolbenglieder umfaßt, in welchem Falle beide Enden eines jeden Zylinders al a Kompressioneräume benützt werden; diese Anordnung hat den Vorteil dynamischen Gleichgewichtes. Der Mechanismus kann zwei Zylinderreihen a#Ufwei- ' sent wobei jede Reihe dieselbe -erste Achse hat und die-imaginäre Kugel jeder Reihe dieselbe Größe wie die des anderen Teiles besitzt und sie überdeckt (überschneidet). Bei diesem Aufbau ist jeder Toroidzylinder einer Reihe o.-L,'fen gegen einen Toroidzylinder der anderen Reihe oder steht mit diesem in Verbindung und die zweitenAchsen sind in derselben Ebene angeordnet und gehen mit gleichen Neigungen zur ersten Achse; aber im entgegengesetzten Sinne durch diese, so daß im Betrieb Kolbenpaare, die jeweils aus einem Kolben in einem Zylinder der einen Reihe und einem Kolben in einem kommunizierenden Zylinder der anderen Reihe der Einrichtung in ihren Zylindern Im entgegengesetzten Sinne synchron schwingen und aufeinanderfolgend abwechselnd konvergieren und divergieren, wobei der Raum zwischen jedem Kolbe#ipaar im Anschlußgebiet -zwischen dem entsprechenden Paar kommunizierender Toroidzylinder als Kompressionsraum benützt wird. Die od6r jede Vielzahl von Kolben wird von einem Drehkreuz getragen und jeder 'olben ist.an dem Drehkreuz mittels eines Gelenkes befestigt, das dazu bestimmt istg die zwischen dem Kolben und dem Drehkreuz während des Betriebes des Mechanismus auftretenden relativen Schwenkbewegungen auszugleichen. Eines od er jedes von zwei diametral gegenüberliegenden.Hauptgelenken ist so ausgebildet, daß es eine Schwenkbewegung zwischen seinem Kolben und dem Drehkreuz aufnimmt. Eine solche Schwenkbewegung erfolgt nur um eine Achse durräh das oder jedes Hauptgelenkg das sich radial zum Drehkreuz erstreckt.-Alle übrigen Hilfsgelenke müssen so ausgebildet seing daß sie sowohl relative Schwenkbewegungen als auch relative Umfangsbewegungen der Vielzahl der Kolben zwischen den entsprechenden Kolben und dem Drehkreuz aufnehmen. Diese letztgenannte Konstruktion hat ihren Grund in der Tatsache, daß die Teilkreise benachbarter Zylinder, die über Winkel von weniger als 180 voneinander entfernt liegen, bei der Annäherung an jeden der gegenüberliegenden Pole der imaginären Kugel,-die durch die erste Achse verbunden sind, konvergieren.The pistons can each be a single-acting, one-sided piston; in this case only one compression chamber is used at each end of the cylinder. Alternatively, each piston may be double acting in that it is double-sided and comprises a pair of back to back arranged one-sided piston members, in which case both ends of each cylinder al a Kompressioneräume be used; this arrangement has the advantage of dynamic equilibrium. The mechanism may have two rows of cylinders a # Ufwei- 'sent wherein each row has the same axis and the -first-imaginary sphere each row has the same size as that of the other part and to cover (overlap). In this construction, each toroidal cylinder of one row is o.-L, 'fen against or in communication with a toroidal cylinder of the other row and the second axes are arranged in the same plane and go at equal inclinations to the first axis; but in the opposite sense through this, so that in operation piston pairs, each consisting of a piston in a cylinder of one row and a piston in a communicating cylinder of the other row of the device in their cylinders oscillate synchronously in opposite directions and successively alternately converge and diverge The space between each piston pair in the connection area between the corresponding pair of communicating toroidal cylinders is used as a compression space. The or each plurality of pistons are carried by a turnstile and each piston is attached to the turnstile by means of a hinge designed to compensate for the relative pivoting movements that occur between the piston and the turnstile during operation of the mechanism. One or each of two diametrically opposite main joints is designed so that it absorbs a pivoting movement between its piston and the turnstile. Such a pivoting movement takes place only around one axis through the or each Hauptverbindg that extends radially to the turnstile. -All other auxiliary joints must be designed so that they accommodate both relative pivoting movements and relative circumferential movements of the plurality of pistons between the corresponding pistons and the turnstile. This latter construction is due to the fact that the pitch circles of adjacent cylinders, which are separated by angles less than 180 degrees, converge as they approach each of the opposite poles of the imaginary sphere connected by the first axis.
Zum besseren Verständnis,der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung auf die beiliegenden ZeichnuJ4en Bezug genommeng die den Gegenstand der Erfindung beispielBweiee erkennen lassen. Darin ist Fig, 1 ein Axialschnitt durch einen Umlauf(Stern)motor, der ein Ausführungebeispiel der Erfindung bildet. Fige- 2 läßt einen Riß des von dem Motor gemäß Fig. 1 entfernten Drehkreuzes erkennen und zeigt auch die Kolben im Schnitt. Fig.-3 gibt einen Schnitt durch das Drehkreuz allein nach der-Linie III-III der Fig.-2 wieder. In Fige 4 ist eine Schnittansicht eines festen Schließgliedes dargestellt, das mit einer- Auslaßöffnung zusammenwirkt. Fig. 5 veranschaulicht eine Ansicht im Axialschnitt von zwei Motoren gemäß den Fig. 1 bis 3e die zusammengekuppelt und abgeändert sind, eo daß sie als ein Motor wirken. Fig. 6 ist ein teilweiser Axialschnitt durch einen Umlaufmotor, der dem in den Fig. 1 bis 3 wiedergegebenen ähhlich ist, aber mechanische Mittel.um. der Zentrffugalkraft der kreisenden Kolben entgegenzuwirken.und eine abgeänderte Verbindung zwischen dem Drehkreuz und den axialen Wellen des Motors aufweist'. Fig. 7 zeigt eine Teilansiäht der mechanischen Mittel, die zum Entgegenwirken gegen die Zentxifugalkraft der kreisenden Kolben im Motor gemäß Fig. 6 vorgesehen sind. Fig. 8 stellt einen Axialschnitt durch einen Umlaufmtor darg der wieder dem in den Fig. 1 bis 3,gezeigten ähnlich istg aber hydraulische Mittel aufweist, um der Fliehkraft der kreisenden Kolben entgegenzuwirken, eine weiter, abgeänderte Verbindung zwischen dem Drehkreuz uüd den axialen Wellen des Motors und andere konstruktive Änderungen aufweist. Fig. 9 gibt einen teilweisen Schnitt des-Drehkreuzes nach der Linie IX - IX der Fig. 8 wieder und zeigt einen Teil des hy- draulischen Systeme. Fig. 10. läßt einen teilweisen Schnitt nach der Linile X - X der Fig. 9 erkennen und gibt eine weitere Teilansieht eines solchen hydraulischen Systems wieder. Fig. 11 ist eine Ansicht eines in den Eig. 8 und 9 gezeigten Hilfekolbens von einem radial außen liegenden Punkt. Fig. 12 stellt eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Hauptkolbens darg der in Verbindung mit dem Hilfekolben nach den Fig. 89 9 und 11 Verwendung findet. Fig. 13 veranschaulicht eine Ansicht des Kolbens gemäß Fig. 12 nach Art von Fig. 11. Pig. 14 ist eine stark vergrößerte Schnittansicht eines Details 8 der Fig. 9.v 9 und 12. In Fig. 15 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines abgeänderten Hilfekolbens gezeigt, der- - einen entsprechenden Kolben gemäß den Fig. 89 9 und-11 er setzensoll. In Fig. 16 ist eine Ansicht des Kolbens nach Fig. 15 in der Art gemäß Fig. 11 dargestellt. Fig. 17 veranschaulicht einen teilweisen Axialschnitt einer Abänderung des hydraulischen Systems gemäßTig. 10. For a better understanding of the invention, reference is made in the following description to the accompanying drawings which show the subject matter of the invention by way of example. Therein, Fig, 1 is an axial section through a rotary (star) motor, which forms an embodiment of the invention. FIG. 2 shows a crack of the turnstile removed from the engine according to FIG. 1 and also shows the pistons in section. Fig. 3 shows a section through the turnstile alone along the line III-III of Fig. 2. In Fig. 4 there is shown a sectional view of a fixed closure member which cooperates with an outlet opening. Figure 5 illustrates a view in axial section of two motors of Figures 1 to 3e coupled together and modified to act as one motor. Fig. 6 is a partial axial section through a rotary motor similar to that shown in Figs. 1 to 3 , but mechanical means. to counteract the centrifugal force of the rotating pistons and have a modified connection between the turnstile and the axial shafts of the motor '. FIG. 7 shows a partial view of the mechanical means which are provided to counteract the centrifugal force of the rotating pistons in the engine according to FIG. 6 . Fig. 8 shows an axial section through a Umlaufmtor darg the back to the but similar in FIGS. 1 to 3 shown ISTG hydraulic has means of the centrifugal force of the orbiting piston counteract a further modified connection between the hub UUED the axial shafts of the Motor and other design changes. Fig. 9 is a partial section of the turnstile according to the line IX - IX of Figure 8 and shows a part of the hy- draulic systems.. FIG. 10 shows a partial section along the line X - X of FIG. 9 and shows a further partial view of such a hydraulic system. Fig. 11 is a view of a shown in Figs. 8 and 9 shown from a radially outer point. Fig. 12 shows a partially sectioned side view of a main piston 89 takes the darg 9 and 11 used in connection with the aid of piston of FIGS.. FIG. 13 illustrates a view of the piston according to FIG. 12 in the manner of FIG. 11. Pig. 14 is a greatly enlarged sectional view of a detail 8 of FIG 9.v 9 and 12. In Figure 15 is a partially sectional side view is shown of a modified assistance piston, DER -... A corresponding piston according to Figs 89 9 and 11, he set to . FIG. 16 shows a view of the piston according to FIG. 15 in the manner according to FIG. 11 . 17 illustrates a partial axial section of a modification of the hydraulic system according to FIG. 10.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 19 2 und 3 in Form eines Zweitaktbenzinmotors wiedergegeben, der eine Reihe von sechs symmetrisch angeordneten und auf lagern 2 um eine Welle 3 drehbaren Zylindern aufwe ist. Um einen HitzeÜbergang von den Zylindern zu diesen Lagern während oder unaLttelbar nach dem Betrieb de a Motors abzuschwächeng sind zwischen den lagern und dem Zylinderblock Isolierfutter 4 angeordnet. Jeder Zylinder 5 hat die Form eines Toruaabschnittes, dessen Erzeugende einen Meridian einer imaginären Kugel bildet; dieser Meridian geht an Punkten, die gegenüberliegende Pole der Kugel bilden, durch die Achse der Welle 3, wobei die Zylinder eine erste Zone der um die Achse-der Welle angeordneten Kugel einnehmen. In jedem Zylinder ist ein doppelt wirkender doppelseitiger Kolben so*untergebracht, daß er entlang dessen Teilkreises schwingt und beide Enden eines Jeden Zylinders als Kompression und Verbrennungsräume ausgenützt sind. Die Kolben sind auf einem Drehkreuz 7 angeordnet, das zwischen einer Mutter 9 und einer ringförmigen Schulter 10 drehbar an lagern 8 um eine Hülse 11 gehalten ist, die mittels Bolzen lla undrehbar,und derart um die Welle 3 festgehalten- ilet, daß die Achse der Hülse in einem spitzen Winkel zur Achse der Welle angeordnet und durbh diese im Mittelpunkt der imaginären Kugel geht. Die Hülse und die Lager sind in einem Raum innerhalb der Zylinderreihe untergebracht, der durch eine innere.ringförmige Wand 12 begrenzt ist.An embodiment of the invention is shown in FIGS. 19 2 and 3 in the form of a two-stroke gasoline engine, which aufwe is a row of six symmetrically arranged and on bearings 2 about a shaft 3 rotatable cylinders. In order to attenuate heat transfer from the cylinders to these bearings during or immediately after the engine is running, insulating liners 4 are arranged between the bearings and the cylinder block. Each cylinder 5 has the shape of a torua segment, the generatrix of which forms a meridian of an imaginary sphere; this meridian passes through the axis of the shaft 3 at points forming opposite poles of the sphere, the cylinders occupying a first zone of the sphere arranged around the axis of the shaft. A double-acting, double-sided piston is housed in each cylinder in such a way that it swings along its pitch circle and both ends of each cylinder are used as compression and combustion chambers. The pistons are arranged on a turnstile 7 , which is held between a nut 9 and an annular shoulder 10 rotatably on bearings 8 around a sleeve 11 which is non-rotatable by means of bolts 11a and held in such a way around the shaft 3 that the axis of the Sleeve arranged at an acute angle to the axis of the shaft and this goes in the center of the imaginary sphere. The sleeve and the bearings are accommodated in a space within the cylinder row which is delimited by an inner annular wall 12.
Die Kolben sind derart auf dem Drehkreuz angeordnet, daß sie eine
zweite Zone der imaginären Kugel einnehmen, die innerhalb der ersten untergebracht,
aber um die Achse der Hülse angeordnet ist. Die Verbindungen zwischen den Kolben
und dem Drehkreuz sind als Kolbenbolzen 13 ausgebildet und an ihren Enden
14 an radialen Armen 15 des Drehkreuzes mittels-Schlitzen 16, die
diese Enden 14 aufnehmen, durchlöcherten Haltekappen 17 und Schrauben
18 befestigt, die durch die Öff-
nungen der Kappen hindurchreichen
und indie Drehkreuzarme eingesehraubt sind, wie dies am unteren Ende der Fig. 2
dargestellt ist. Die Arme 15 reichen mit Spiel durch Schlitze in der inneren
ringförmigen Wand 12, die sich gegen benachbarte Zylinder öffnet. Zur Aufnahme (zum
Ausgleich) der Schwenkbewegungen zwischen den Kolben und dem Drehkreuz sind Kugelgelenke
vorgesehen, indem der mittlere Bereich eines jeden Kolbenbolzens als eine Kugel
19 ausgebildet oder indem an dem
mit:tIeren Bereich -jedes
I#olbenbolzens eine Kugel 19 starr angebracht wirdp die innerhalb eines Paares
zusammenpassendervon j(#dem kbIben getragener Schalen 20 angeordnet sind. Zwei diametral
gegenüberliegende-Hauptkugelgelenke nehmen nur Schwenkbewegungen zwischen ihren
entzpxechenden Kolben und dem Drehkreuz auf und daher sind die zusammenpassenden
Schalen mit den Kolben bei 21 verbolzt. Wie oben beschrieben$ erfolgt eine solche
Schwenkbewegung nur um eine Achse durch Aes Haupt--. gelenk, die sich radial
zu dem Drehkreuz erstreckt, so daß die Gelenke bloß einfache Schwenkgelenke sein
brauchen,- obwohl die Hauptgelenke als Kugelgelenke beschrieben worden sind. Die
übrigen vier Hilfsgelenke nehmen auch eine Bewegung zwischen ihren entsprechenden
Kolben und dem Drehkreuz in Umfangsrichtung des Satzes von sechs Kolben auf. Diese
zusätzliche Bewegungsanpassung durch die Hilfskugelgelenke ist dadurch gegeben,
daß jeder entsprechende Kolben um und längs einer,ger, aden zylindrischen Führungshülse
22 gleiten kann, wobei die zusammenpassenden Schalen darin und-zwischen einer ringförmigen
Schulter 23 und einer inneren Schraube 24 eingeschlossen sind. Da die Führungshülse
gerade ist, ist eine solche Sonderbewegung de facto eher eine Koinbination einer
Sehnen-bewegung un.d#einer Schwenkbewegung um eine Achse durch das Gelenk parallel
zur Achse der Hülse, als
Im Betrieb üben alle Kolben nacheinander über ihre Gelenke einen Druck gegen das Drehkreuz aus, auf den Zylinderblock wird aber eine Drehkraft bloß über die Hauptgelenke ausgeübt. Bei Anwendung einer Drehkraft auf das Drehkreuz beschreiben die Kolben eine um die Achse der Hülse, wogegen die Zylinder eine andere#.Kreisbahn um-.-d,ie Achse, der Welle beschreiben und.,als Schwiingrad-zusammenwirken.'Da diese Achsen'zueinander-in einem Winkel steheni liegen die Kreisbahnen der Kolben und der Zylinder zueinander im selben Winkelp#so daß die Kolben nacheinander-in ihren Zylindern schwingen.. wobei sich die Arme--des Drehkreuzes in und entlang der Schlitze -inz.der inneren Ringwand des Zylinderblockes bewegen. Ein-Sich auf seiner Kreisbahn bewegender-Kolben bewegt sich.durch eine.n Punkti wo er der#Achse derWelle 3 am nächsten ist-,-d.h. wo er sich dem Zvlin.derkopf am meisten genähert hat.-.Beielner Weiterbewegung über diesen Punkt nimmt seine;Drehges.chwindigkeit bis zu einem Maximum.zug bei-dem er einen-Pun-k-t,-er.reicht,. der von der Welle-am weitesten entfernt-liegt.--Der Kolben entwickelt so-während dieses Abschnittes, seiner,Bewegung-ein Momentund dieses entwickelte -Moment unterstützt die.Drehung der Zylinder während der Kolben sich wieder -der Achse der Welle 3 nähert. An ihrem aus dem Motor herausragenden Ende ist die feste Welle 3 gegen Druck und Drehung mittels-einer Mutter 45a, einer Beilagscheibe 45b und. eines Scheibenkeiles 45Q an einer Verankerung 45 befestigt. Die Verankerung selbst ist durch Schrauben 45d- an dem Maschinenaufbau 45e angebracht.In operation, all pistons exert pressure one after the other via their joints against the turnstile, but a rotational force is only exerted on the cylinder block via the main joints. When a rotary force is applied to the turnstile, the pistons describe one around the axis of the sleeve, while the cylinders describe another # .circular path around -.- the axis of the shaft and. are at an angle to each other - the circular paths of the pistons and the cylinder are at the same angle p # so that the pistons swing one after the other - in their cylinders .. whereby the arms - of the turnstile in and along the slots - in the inner ring wall of the cylinder block. A piston moving on its circular path moves through a point where it is closest to the axis of shaft 3 - that is, where it has come closest to the Zvlin.derkopf .-. Beielner continues to move over this point increases its speed of rotation up to a maximum pull in which it reaches a point. which is furthest away from the shaft - the piston thus develops - during this section, its, movement - a moment and this developed moment supports the rotation of the cylinder while the piston again approaches the axis of shaft 3 . At its end protruding from the motor, the fixed shaft 3 is against pressure and rotation by means of a nut 45a, a washer 45b and. a disk wedge 45Q is attached to an anchorage 45. The anchorage itself is attached to the machine structure 45e by screws 45d-.
Die Verankerung besitzt.z. B. bei 45f eine.Öffnung zur Aufnahme des karburierten Gemisohes,und hat einen-Randabschnitt-45g, der sich, gegen -den Motor erstreckt- und einen Ring:raum, 45h um die feste Welle bildet, der. mit. dem, Durchlauf 33 in" Verbindung steht. Zwischen dem Randabschnitt 45g Ünd der geflan ch-# ten Hülse 34 bef-indet sich ein federndes ringförmiges Dichtungs-und Iagerglied 451, 'da& entweder frei angeordnet oder an dem einen odür dem-anderen Glied befestigt ist.The anchorage has, e.g. B. at eine.Öffnung 45f for receiving the carburized Gemisohes, and has an edge portion 45g, which, erstreckt- against -the engine and a ring: space, 45h formed around the f este shaft which. with. is connected to the "passage 33 ". Between the edge section 45g and the flanged sleeve 34 there is a resilient annular sealing and bearing member 451, either freely arranged or attached to one or the other member is.
Das dem*Zylinderbl:ock erteilte Drehmoment -kann über eine Abtriebswelle 46 abgeführt werden,-die'kcäxial-m:-L«t der festen Welle 3 angeordnet--ist und einen mittels Uchrauben 48 an dem Zylinderblock befestigten Flansch 47 aufweist. Die Abtriebswelle ist in einer Abstandshülee 49 untergebracht, die mit der Welle und dem Zylinderblock drehbar ist. Die Hülse 49 hält den Motor im Abstand von einem -Llager 49a für die Abtriebewelle, das in einem Lagergehäuse 49b zwischen einer Ringschulter 490- und einem Sprengring 49d gehalten ist. Das Lagergehä . use-ist mit Ä'-Jchxauben 49e an dem Maschinengebäuse 45e befestigt. Das Lager 49a ist so ausgebildet, daß es während des Betriebes des Motors eine thermische längeauadehnung-der Abtriebswelle gestattet. Bei einem Zweitaktmotor, wie er im besonderen beschrieben wurdeg hat die übliche-Anordnung von #iInlaß- und Auslaßöffnungen, die für ein frühes Uffnen einer Auslaßöffnung zur ausreichenden Iruckentlastung in einem Zylinder vor dem Einlassen einer neuen Füllung erforderlich ist-, zwangläufig den Nachteil, daß die Auslaßöffnung spät geschlossen wi:rd,-s'o daß sie während eines Teiles des Kompressionshube-a offen bleibt und daher für eine wirksame Vorverdichtüng nachte:ilig-ist. Der Motor kann jedoch so abgeändert werden, daß für das Vorverdichten und auch- für das Ausspülen des Motors -ein VorverdIchter wirkungsvoll Verwendung finden kann. Zu diesem Zweck kqnn ein wirksames Öffnen und Schließen an den Auslaßöffnungen oder sowohl an den Einlaß- als auch an den Auslaßöffnungen im erforderlichen Zeitpunkt durch die Anordnung fester Glieder erreicht werden, die sich nicht mit den Zylinderblöcken drehen, sondern gegenüber den Auslaßöffnungen oder gegenüber den Einlaß-und Auslaßöffnungen angeordnet sind, so daß sie die Öffnungen nacheinander öffnen,und -schließen.. In Fig. 4,ist.ein festes-Glied 37a dargestellty. das mit einer Auslaßöffnung 37 in der äußeren Ringwand 38 eines Zylinderblockes zusammenwirkt..Man muß sich vorstellen, daß der Zylinderblock in Richtung des Pfeiles rotiert und der der Auslaßöffnung zugeordnete Kolben sich in seinem unteren Totpunkt befindet, wie dies in Fig. 1 veranschaulicht ist. Das feste Glied ist so angeordnet, daß es die Auslaßöffnung wenigstens während des Zeitraumejs des Verdiohtungshubee zwischen dem unteren Totpunkt und dem Verschließen der Auelaßöffnung durch den Kolben schließt, um so die Wirksamkeit des Verdichtungehubes zu verbessern und zwischen dem unteren Totpunkt und dem Schließen der EinlaßÖffnung eine Vorverdichtung zu ermöglichen. Passenderweise können die festen Schließglieder in Form von Hülsen vorgesehen seing die je nach Erfordernis einstückig oder mehrstückig sein können. Die Hülsen oder die die Hülsen bildenden einzelnen Teile können.dann derart montiert werden, daß ihre lage eingestellt und so der Punkt im Kreislauf des Motors einreguliert werden kann, bei dem die Öffnungen überdeckt werden. Dadurch können die Eigenschaften des Motors abgeändert werden. Selbstverständlich entspricht das ßinregulieren der Stellung dieser Hülsen der Änder . ung-des 2rofiles der Nocken einer Nockenwelle eines Viertaktmotors Darüber hinaus kann die Einstellung erfolgen, wähi#end der Motor läUft. Die Hülsen können nicht nur zu dem Zweck eingestellt werden, um dem Motor die erforderlichen Kraft-'und Umdreliungseig-e'-ns-chä.#Et #n- z'u g'eben, sondern sie können auch während des Laufes des Motors einstellbar, automatisch oder pneumatisch vorgesehen werden, so daß z. B. die Betriebseigenschaften des Motors dadurch geändert-werden'können, daß seine Geschwindigkeit oder Umdrehung variiert wird. The torque given to the cylinder block can be dissipated via an output shaft 46 which is arranged on the fixed shaft 3 and has a flange 47 fastened to the cylinder block by means of U-bolts 48. The output shaft is housed in a spacer sleeve 49 which is rotatable with the shaft and the cylinder block. The sleeve 49 holds the motor at a distance from a bearing 49a for the output shaft, which is held in a bearing housing 49b between an annular shoulder 490 and a snap ring 49d. The storage housing . Use-is attached to the machine housing 45e with 'screws 49e. The bearing 49a is designed in such a way that it permits thermal elongation of the output shaft during operation of the engine. In a two-stroke engine, as specifically described, the usual arrangement of inlet and outlet ports, which is necessary for an early opening of an exhaust port to adequately relieve pressure in a cylinder prior to admitting a new charge, inevitably has the disadvantage that the outlet opening is closed late, so that it remains open during part of the compression stroke and is therefore disadvantageous for effective pre-compression. The motor can be, however, modified so that for the pre-compacting and also- for rinsing of the engine - can find a supercharger effective use. To this end, effective opening and closing at the outlet ports or at both the inlet and outlet ports at the required time can be achieved by the arrangement of fixed members which rotate not with the cylinder blocks but with respect to the outlet ports or the inlet -and outlet openings are arranged so that they open and close the openings one after the other .. In Fig. 4, ist.eines-a fixed member 37a shown. which with an outlet opening 37 in the outer annular wall 38 of a cylinder block zusammenwirkt..Man must imagine that the cylinder block rotates in the direction of the arrow and the associated one of the outlet piston is in its bottom dead center, as illustrated in FIG. 1. The solid member is arranged so that it closes the outlet opening at least during the Zeitraumejs of Verdiohtungshubee between the bottom dead center and closing the Auelaßöffnung by the piston, so as to improve the effectiveness of the Verdichtungehubes and between the bottom dead center and closing the inlet port, a To enable pre-compression. Appropriately, the fixed locking members can be provided in the form of sleeves which, depending on requirements, can be in one piece or in several pieces. The sleeves or the individual parts forming the sleeves can then be assembled in such a way that their position can be adjusted and the point in the motor circuit at which the openings are covered can be regulated. This allows the properties of the engine to be changed. Of course, ßinregulating the position of these sleeves corresponds to the change . In addition, the setting can be made while the engine is running. The sleeves can not only be adjusted for the purpose of giving the engine the necessary power and rotation, but they can also be used while the engine is running adjustable, automatically or pneumatically provided so that, for. B. the operating characteristics of the motor can be changed by varying its speed or revolution.
Die beschriebene Konstrukti on ergibt'einen auß-erordentlich gedrängten und leichtgewichtigen Motors der sich in der Praxis als sehr leistungsfähig erwiesen hat. Es können jedoch erhebliche Abänderungen der besonderen Ausführungsformen des Motors vorgenommen werden. In der besonderen beschriebenen Ausführungsform sind z. B. doppelt wirkende doppelaeitige Kolben vorgesehen. An Stelle-dieser können jedoch einfach wirkende einseitige Kolben benützt werden. Ferner können dortt wo mehrfache Zylinderblöcke vorgesehen sindp einer oder mehrere dieser Blöcke erforderlichenfalls dazu benützt werdeng um andere Zylinderblöcke mit Gasen aufzuladen. Al.ternativ kann der Motor als Viertaktbenzinmotor oder als Zwei- oder Viertaktdieselmotor ausgebildet Bein. Der Motor kann entweder als Motor kleinen Formates und kleinen'Fassungsraumes, z. B. zum Antrieb von Notorfahrzeugen, Verwendung findeng in welchem Fall_. er. so_- ausg - ebild et istg.daß er mit hoher Geschwindigkeit rotiertv-o##er -er-kann auch verhältnismäßig niedertourig als Dieselmotor großen Fassungsraumes gebaut.sein, der inebesonder.e für eine Verwendung auf See brauchbar sein kann. Wenn ein großer Motor vorgesehen ist, der eine große Zahl-von Zylindern aufweist, dann ist tatsächlich eine Öchiffsmaschine-gegeben, deren Umlaufgeschwindigkeit so bemessen sein kann, daß eine direkte Kupplung der Maschine mit der Schraube möglich ist. Dadurch ist auch das Zwischenschalten einea..Untersetzungegetriebes zwischen die Maschinenwelle und die Schraubenwelle überflüssig. Natürlich muß dann, wenn die Schrauben auch zurücklaufen können sollen, ein Umkehrgetriebe vorgesehen sein. ausgenommen'den Fall einer Zweitaktmaschine, die in jeder Richtung gleich wirkungsvoll laufen kann.The construction described results in an extremely compact and lightweight motor which has proven to be very powerful in practice. However, significant changes can be made in the particular embodiments of the engine. In the particular embodiment described, for. B. double-acting double-sided pistons are provided. Instead of these, however, single-sided pistons that act single-sided can be used. Furthermore, where multiple cylinder blocks are provided, one or more of these blocks can, if necessary, be used to charge other cylinder blocks with gases. Alternatively, the engine can be designed as a four-stroke gasoline engine or as a two- or four-stroke diesel engine. The motor can be used either as a small format motor and a small compartment, e.g. B. to drive emergency vehicles, use in which case. he. so_- aus - ebild et istg.that it rotates at high speedv-o ## er -er-can also be built at a relatively low speed as a diesel engine with a large capacity, which in particular can be useful for use at sea. If a large engine is provided, which has a large number of cylinders, then there is actually a ship's engine, the rotational speed of which can be such that the engine can be directly coupled to the propeller. As a result, the interposition of a reduction gear between the machine shaft and the screw shaft is superfluous. Of course, if the screws should also be able to run back, a reverse gear must be provided. except for a two-stroke machine that can run equally effectively in every direction.
In Fig. 5 ist eine Abänderung des im einzelnen beschriebenen Motors dargestellt, bei der die Zylinder an einem Ende des Blockes mit'den Zylindern eines-anderen gleichen Blockes kommunizieren, anstatt daß sie durch Zylinderköpfe-.abgeschloseen sind. Die beiden Zylinderblöcke können gemeinsam-um dieselbe Welle rotieren und die Büchsen 10 für die beiden Drehkreuze 7 sind im selben Winkel zur Welle 3, aber inentgegengesetztem Sinn, geneigt, so daß ein Teil des abgeänderten Motors ein I Ö piegelbild des anderen Teiles ist. Bei dieser-Anordnung werden die Räume zwischen den Paaren,entsprechender Kolben 6 in den Anschlußbereichen zwischen den kommunizierenden Zylinderpaaren 5 als VerdichtuAgs- und Verbrennungsräume benützt. Dabef-kann der Winkel zwischen der Achse.eines jeden-Drehkreuzes 7 und der Achse der Welle 3 vermindert und eine kräftige, lei-stunge-,. fähige und mit hohem Druck arbeitende Maschine hergestellt werden. 5 shows a modification of the engine described in detail, in which the cylinders at one end of the block communicate with the cylinders of another block of the same type, instead of being closed off by cylinder heads. The two cylinder blocks can-together rotate about the same shaft and the bushings 10 for the two hubs 7 are at the same angle to the shaft 3, but inentgegengesetztem sense, inclined so that a part of the modified engine, an I Ö piegelbild the other part is. With this arrangement, the spaces between the pairs of corresponding pistons 6 in the connecting areas between the communicating cylinder pairs 5 are used as compression and combustion spaces. As a result, the angle between the axis of each turnstile 7 and the axis of the shaft 3 can be reduced and a powerful, powerful,. capable machine working at high pressure.
Der verbesserte Motor hat im allgemeinen eine verhältnismäßig kleine Prontfläche für eine gegebene Kraftausbeute und die Wärmeausdehnung ist wegen der Symmetrie der Hochtemperaturbereiche innerhalb der Motormasse einheitlich. Das Fehlen eines Schwungrades gestattet eine erhebliche Gewichtsersparnie bis zu einem solchen Ausmaß, daß der Motor leicht tragbar gemacht werden kann.The improved engine is generally relatively small in size Pront area for a given force output and the thermal expansion is due to the Uniform symmetry of the high temperature areas within the engine mass. The missing a flywheel allows a considerable weight saving up to such Extent that the engine can be made easily portable.
Die Teile dies'es Motors sind normalerweise'nicht so hoch belastet
wie in den üblichen Verbrennungskraftmaschinen und eine Schmierung der Zylinder
kann durch die Zentrifugalkraft unterstützt werden# die durch die Drehung der Zylinder
entbteht, wobei die periodische Beschleunigung der Rotation der Kolben mitwirkt.
Beim Betrieb eines Mechanismus gemäß der Erfindung der mit Bezug auf die in den
Fig. 1 bis 3 dargestellte Maschine beschriebenen Artt d.h. beim.Rotierenlassen
einen Zylinderblockes um eine feste Welleg sind infolge der auf einen kreisenden
Kolben wirkanden,und zwischen-dem Kolben und seiner Verbindung mit dem#Drehkrieuz
außerordentliche Lagerbelastungen hervorrufenden Zentrifugalkraft sehr hohe Arbeitegeschwindigkeiten
*gewissen a'r-4nzen unterworfen*- Um diene Bedingungen zu erleichtern und dabei
die erlaubten Umdrehungageaohwindigkeiten otark zu vergrOßerng sind im Rahmen dieser
Erfindung Verbesserungen vo#gegehenp die, während die auf einen
Kolben
in allen seinen Umdrehungegeschwindigkeiten innerhalb de* angenommenen Geschwindigkeitsbereichee
wirkenden Zentri-,fugelkräfte im wesentlichen und automatisch ausgleichen, gle:LoJaz.alt:Lg
einen automatischen Ausgleich für eine Differentialausdehnung vorsehen, die sich
innerhalb den Mechanismus aus den Temperaturanstiegen infolge der erhöhten Geschwindigkeiten
und dei- Au-argangsleistung ergeben. Bekanntlich nimmt die Zentrifugalkraft im wesentliehen
mit dem Quadrat der Umdrehungegesch:windigkeit zu; wenn ala4-auch dex in den Fig.
1 bis 3 beschriebene Motor ohne unzulässige lagerbelastung zwischen
einem Kolben und seiner lagerverbd.ndung.mit dem Drehkreuz bei einer Geschwindigkeit
von 5000.Umdrehungen in der Ainute laufen gelasseh wurdephimmt doch-d,fese,Belastung
etwa um das Vierfache zu, wenn die-Geschw-incTfgkeit auf 10000 Umdrehungen
in der Minute erhöht wird. Um GeBehwindigkelten bis zu der genannten oder darüber
hinaus aimehmen-Canlegen) zu können, ohne außerordentliche Lagerbele,mt,wffln au
verursachen, sind die nachstehenden Verbesserung-m vorgesehen.
Die Bremeringe und die Steuerwelleerinnern-so an einen,Kurzschlußanker und die Ringe bilden ferner die einzige Lagerung für die Steuerwellen.The brake rings and the control shaft are reminiscent of a short-circuit armature and the rings also form the only bearing for the control shafts.
!)ie gegenüberliegenden Enden einer jeden Steuerwelle 61 erstrecken
sich durch Öffnungen in den Ringen und an jedem hervorstehenden Ende ist ein Gegengewicht
63 befestigt$ dessen Schwerpunkt an der der Aohne,den Verbindungestückes
gegenüberliegenden Seite der Achse der 2teuerwelle liegt. Dieses Gegengewicht ist
gewichtergäßig erheblich kleiner und leichter als der Kolben, ergibt aber ihm gegenüber
einen Ar-
beitsgewinn, weil der Abstand zwischen dem Schwerpunkt den Gegengewichten
und der Achse der teuerwelle erheblich größer ist als der Abstand, um den die Achse
des Verbindungestückes gegen-Über der Achse der Steuerwelle versetzt ist.
Der Arbeitaleia.tungegewinn des Gegengewichten gegenüber dem Kolben, die entsprechenden
Gewichte den Gegengdwichteo und den Kolbens und'ihre entsprechenden Drehungeradien
sind in wechneleeitige Beziehung gesetzt, so daß die Fliehkraft den kreisenden
Bei einer abgeänderten Verbindung zwischen dem Kölben und dem Drehkreuz ist bei einem Hauptkolben die Kugel 19 fest an dem Kolbenbolzen 13 befestigt. Bei einem Hilfekolben jedoch ist zum-Ausgleich seiner Bewegungen um das Drehkreuz die Kugel 19 gleitend an dem Kolbenbolzen 13 angeordnet, wie dies Fig. 7 zeigt.In the case of a modified connection between the piston and the turnstile, the ball 19 is firmly attached to the piston pin 13 in the case of a main piston. In the case of an auxiliary piston, however, the ball 19 is slidably arranged on the piston pin 13 to compensate for its movements around the turnstile, as shown in FIG. 7 .
Die Anordnung einer gleitenden Kugel an dem Kolbenholzen zur Verbindung eines Hilfekolbens mit dem Drehkreuz weist einen Vorteil über die entsprechende Anordnung gemäß den Fig. 1-bis 3 auf, in denen die Kugel 19 fest an dem Kolbenbolzen 13 und der Hilfskolben um und längs einer geraden zylindrie-chen Führungehülee 22 gleitbar vorgesehen ist» die eutsprechende Schalen 20 einschließtg welche die Kugel aufnehmen'. In der früheren Anordnung werdendie Drehmomentbeiträge der Hilfekolben auf den Zylinderblock über das Drehkreuz auf die Hauptkolben übertragen# wo sie die direkten Drehmomentbeiträge der Hauptkolben ergänzen. Es ist daher das von allen Kolben auf den Zylinderblock übertragene Dr&Omen,t nur als Reaktion zwischen den-Hauptkolben und ihren entsprechenden Zylinderwänden fühlbar. Gemäß der in Fig. 7 gezeigten leitkugelanordnung werden die Drehmomentbeiträge der HilfBkolben auf den Zylinderblook nicht über das Drehkreuz und die liauptkolbeno sondern eher duroh eine direkte Einwirkung zwischen jedem Hil',fakolben und seiner Zylinderwand übertragen. An der'Übertragung eines Drehmometktee auf den Zylinderblook hat also die Reaktion zwiaohen jedem Kolben und seiner Zylinderwand Anteil$' so daß der Druck auf die Zylinderwände ausgeglichen wird. Die nichtgleitende Verbindung zwischen jedem Hauptkolben und dem Drehkreuz ist natürlich beibehalten» um eine richtige Umfangseinstellung des Drehkreuzes mit Bezug auf den Zylinderhlock zu gewährleisten.The arrangement of sliding ball on the piston Durchholzen for connecting an assistance piston and the hub has an advantage over the corresponding arrangement shown in FIGS. 1 to 3, in which the ball 19 fixed to the piston pin 13 and the auxiliary piston straight to and along a cylindrical guide sleeve 22 is slidably provided 'which includes corresponding shells 20 which receive the ball'. In the earlier arrangement, the torque contributions from the auxiliary pistons to the cylinder block are transmitted to the main pistons via the turnstile # where they complement the direct torque contributions from the main pistons. The Dr & Omen, t transmitted from all the pistons to the cylinder block can therefore only be felt as a reaction between the main pistons and their respective cylinder walls. According to the guide ball arrangement shown in Fig. 7 , the torque contributions of the auxiliary pistons to the cylinder block are not transmitted via the turnstile and the main piston but rather by a direct action between each auxiliary piston and its cylinder wall. The reaction between each piston and its cylinder wall thus contributes to the transmission of a torque to the cylinder block, so that the pressure on the cylinder walls is equalized. The non-sliding connection between each main piston and the turnstile is of course retained »to ensure correct circumferential adjustment of the turnstile with respect to the cylinder block.
Die mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 besonders besohriebene Verbindung zwischen dem Drehkreuz 7 und der festen zentralen Welle 3 des Zylinderblockes kann benützt werden; sie kann aber gemäß Fig. 6 auch dadurch abgeändert werden,. daß die feste Welle 3 mit einer Kröpfung 64 versehen wirdp von der sich ein zylindrischer Lagerabschnitt 615 auf einer Achse erstreckt, die mit einem spitzen Winkel mit der Achse der festen Welle im Mittelpunkt der imaginären Kugel zusammenläuft. In einem Be-2eichp in dem der winkelige lagerabschnitt 65 sich dem Mittelpunkt der imaginären Kugel.nähertl ist dieser Abschnitt mitdem inneren Endabschnitt 66 und der festen Welle verbunden, der auf dessen Achse liegt. Die mit dem Zylinder-block drehbare und mit der festen Welle 3 koaxiale Abtriebewelle 46 ist an ihrem inneren Endabschnitt als ausgefräste Kugel 67 ausgebildet; die Auenehmung 68 innerhalb der Kugel iat zylindrisch.um die Achse der Abtriebewelle und nach der- von ihr äbgewendeten Seite offen. Innerhalb der Ausnehmung 68 ist der innere Endabschnitt 66 der festen Welle 3'angeordnet und geeignete Lager 69 liegen zwischen-diesem Endabschnitt und der zylindrischen Wand der Ausnehmung und gestatten eine Drehung der Kugel 67 um den inneren Lndabschnitt der festen Welle. Vorzugsweise werden Nadellager verwendett so wie dies dargestellt ist. Die Außenfläche der Kugel ist kugelförmig um den Mittelpunkt der imaginären Kugel angeordnet und die Nabe *.70 des Drellkreuzes ist entweder einstückig mit d4esen Armen 15 ausgebildet, wie dies dargestellt ist, oder ist starr daran befestigt und besitzt eine innere ringförmige, konkav-kugelige Fläche 71, die die Kugel 67 umfaßt und gestattetso eine kardangelenkige Verbindung zwischen dem Drehkreuz und der Kugel. Zum Zwecke des Zusammenbauea ist das Drehkreuz an seiner Mittelebene geteilt, so daß die ringförmige kugelige Fläche der Drehkreuznabe entlang einer Äquatorlinie geteilt ist. Eine Beite 72 der Nabe ist entgegengesetzt zur Abtriebewelle 46 verlängert und weist einen inneren, im wesentlichen zylindrischen Raum 73-auf, der an einem Ende offen ist. innerhalb dieses,'Raumes befindet sich-der winkelige Lagerabschnitt 65 der festen Welle uncheeignete Lager 74 sind zwischen diesem Lagerabschnitt und der Zylinderwand des Raumes 73 vorgesehen, so daß das Drehkreuz um den Lagerabschnitt rotieren kann. Auch hier werden vorzugsweise Nadellager verwendetg so wie dies dargestellt ist. Gemäß einer anderen Verbesserungg durch die die Fliehkraft eines kreisenden Kolbens im wesentlichen auageglichen wird, ist die Verbindung zwischen einem Kolben und dem Drehkreuz nochmals abgeändert, um eine begrenzte Bewegung des Kolbens radial zum Drehkreuz zu ermöglichen. Dies geschieht dadurch, daß die Kugel an dem Kolbenbolzen durch eine kreisförmige Scheibe oder einen Zylinder ersetzt ist, dessen Achse radial zum Drehkreuz liegti wobei der-Kolben mit Begug auf die Scheibe oder den Zylinder radial'zum Drehkreuz gleiten kann. Im Kolben ist radial innerwärte der Scheibe oder des Zylinders eine ra.dial sich nach außen Öffnende Ausnehmung vorgeseh en und zwischen die Auenehmung und eine radial innere, mit der i'#oheibe-oder dem Zylinder gemeinsame Fläche sind Dichtmittel angeordnet. In die Auenehmung in dem Kolbeniwird eine hydraulische Flüssigkeit geleitet und ein Druck erzeugt, der im wesentlichen proportional der Drehgeschwindigkeit-dea Zylinderblockest und so im wesentlichen proportional der durch den kreisenden Kolben auf die Wände seinen Zylinders und innerhalb seiner Verbindung zu.dem Drehkreuz ausgeübten Fliehkraft ist.The connection, particularly described with reference to FIGS. 1 to 3, between the turnstile 7 and the fixed central shaft 3 of the cylinder block can be used; however, it can also be modified according to FIG. 6. that the fixed shaft 3 is provided with a crank 64 from which a cylindrical bearing portion 615 extends on an axis which converges at an acute angle with the axis of the fixed shaft in the center of the imaginary sphere. In a case in which the angled bearing section 65 approaches the center of the imaginary sphere, this section is connected to the inner end section 66 and the fixed shaft which lies on its axis. The output shaft 46, which is rotatable with the cylinder block and coaxial with the fixed shaft 3, is designed at its inner end section as a milled ball 67 ; the recess 68 within the ball is cylindrically open around the axis of the output shaft and on the side facing away from it. The inner end section 66 of the fixed shaft 3 ′ is arranged within the recess 68 and suitable bearings 69 lie between this end section and the cylindrical wall of the recess and allow the ball 67 to rotate about the inner end section of the fixed shaft. Needle bearings are preferably used as shown. The outer surface of the ball is arranged spherically around the center of the imaginary ball and the hub * .70 of the twist cross is either formed in one piece with these arms 15 , as shown, or is rigidly attached to it and has an inner annular, concave-spherical surface 71, which includes the ball 67 and thus allows a universal joint between the turnstile and the ball. For the purpose of assembly a the turnstile is divided at its center plane, so that the annular spherical surface of the turnstile hub is divided along an equatorial line. One side 72 of the hub is elongated opposite to the output shaft 46 and has an inner, essentially cylindrical space 73 which is open at one end. within this' space is the angled bearing portion 65 of the fixed shaft unsuitable bearings 74 are provided between this bearing portion and the cylinder wall of the space 73 so that the turnstile can rotate about the bearing portion. Here, too, needle bearings are preferably used as shown. According to another improvement by which the centrifugal force of a rotating piston is substantially compensated, the connection between a piston and the turnstile is modified again in order to allow a limited movement of the piston radially to the turnstile. This is done in that the ball on the piston pin is replaced by a circular disk or a cylinder, the axis of which is radial to the turnstile, whereby the piston can slide onto the disk or the cylinder radially to the turnstile. A recess opening radially outwards is provided in the piston radially inside the disk or cylinder, and sealing means are arranged between the recess and a radially inner surface common to the cylinder or the cylinder. A hydraulic fluid is passed into the recess in the piston and a pressure is generated which is essentially proportional to the rotational speed of the cylinder block and thus essentially proportional to the centrifugal force exerted by the rotating piston on the walls of its cylinder and within its connection to the turnstile .
Der in der Auenehmung entstehende Druck ist bestrebt, den Kolben und die Scheibe oder den Zylinder auseinander zu drängen und so eine radial nach innen gerichtete Kraft aufden Kolben auszuüben. Dadurchv daß der Drehun-gsradius des Kolbens, sein Gewicht und die Bodenfläche der darin befindlichen Auenehmung zu dem innerhalb der-Auenehmung ausgeübten Druck in Beziehung gesetzt werden, wird zwischen der radial 'nach innen gerichteten Kraft und der auf den kreisenden Kolben wirkenden Fliehkraft,im wesentlichen ein Gleichgewicht herge-. stellt. Der Kolben schwebt also'sozusagen unter allen Geschwindigkeitabedingungen und Tomperaturänderungen mit einem bloß vernachläseigbaren Druck zwischen Kolben und Zylinderwänden in seinem Zylinder, Dieses Verhätlnie wird automatisch während den ganzen Geschwindigkeite- und Tomperaturbereiches beibehalten. Insbesonder'e mit Bezug auf den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Motor ist die*weiter abgeänderte Verbindung zwischen einem doppelt wirkenden doppeiseitigen Kolben und einem Drehkreuz gemäß den Fig. 8 bis 14 ausgebildet. Bei dieser Abänderung ist der zwischen seinen Lnden gelegene Abschnitt des Kolbens 6 derart ausgeschnitten, daß ein Querschlitz 75 mit parallelen Seiten gegeben ist, der sich vom Drehkreuz radial nach außen erstreckt. In dem Boden des Schlitzes ist eine Ausnehmung 76 geschnitten, die sich zylindriech um einen Radius des Drehkreutes erstreckt. Bei einem Hilfekolben gemäß den Fig. 89 9 und 11 sind in dem Schlitz zwei identische Hüleenabschnitte 77 gleitend untergebracht, zwischen denen sich eine kreisförmige Scheibe 78 befindetg deren Achse radial zum Drehkreuz liegt. Die cheibe ist mit dem Kolbenbolzen 13 einstückig aus-._ gebildet und die gebogene Fläche der Scheibe ist an jeder Seite durch einen gewölbten Schlitz 79 unterbrochen" der sich radial auswärts von der Scheibe erstreckt. Der behlitz nimmt eine entsprechend geformte gewölbte Rippe 80 aufg die sich an der Fläche jeder gegen die Scheibe abgestützten Hülse befindet, wobei die Anordnung so getroffen istg daß sie eine begrenzte Schwenkbewegung der Hülsenabschnitte und das Kolbens um die Achse der Scheibe gestattets wogegen eine Relativbewegung zwischen den Hüleenabschnitten und der Scheibe in axialer Richtung'ode-r in radialer Richtung mit Bezug auf das Drehkreuz verhindert ist. Da die Seitenwände des Schlltzes-in einem Hilfskolben und die glettend angreifende Fläche eines ]jeden Hüleenabschnittes eben sind# wie dies Fig. 11 erkennen läßt, können fernerhin die Hüleenabschnitte in jeder Richtung mit Bezug auf den Kolben gleiteng um Bewegungen des Kolbens in Umfangsrichtung des Drehkreuzes und auch radial dazu aufzunehmen. Demgegenüber ist ein Hauptkolben so ausgeführt, wie dies die Pig. 12 und 13 zeigen. Es sind zwei gleiche-Hülsenabschnitte für die Scheibe 78 des Kolbenbolzens in Form von ,Verlängerungen 140 der Seitenwände des mit parallelen Seitenwänden versehenen Querschli'aes 75 vorgesehen, die entweder einstückig mit dem Kolben-6 ausgebildet oder daran starr befestigt sind.-Um eine radiale Bewegung des Kolbens um die l'icheibe zu ermöglicheng sind die komplementären zylindrischen Lagerflächen der Verlängerungen und die Scheibe ohne Unterbrechungen ausgebildet. Ansonsten ist die Verbindung des in den Fig. 12 und 13 gezeigten Hauptkolbens mit der in den Fig. 8"q und 11 dargestellten Verbindung für einen-Hilfekolben identisch.The pressure generated in the recess tends to push the piston and the disk or the cylinder apart and thus exert a force directed radially inward on the piston. By relating the radius of rotation of the piston, its weight and the base area of the cavity therein to the pressure exerted within the cavity, a difference is made between the radially inwardly directed force and the centrifugal force acting on the rotating piston, im essential equilibrium. represents. The piston hovers so to speak under all speed conditions and temperature changes with a merely negligible pressure between piston and cylinder walls in its cylinder. This relationship is automatically maintained during the entire speed and temperature range. In particular with reference to the motor shown in FIGS. 1 to 3 , the further modified connection between a double-acting double-sided piston and a turnstile is formed according to FIGS. 8 to 14. In this modification, the portion of the piston 6 located between its ends is cut out in such a way that a transverse slot 75 with parallel sides is provided which extends radially outward from the turnstile. In the bottom of the slot a recess 76 is cut which extends cylindrically around a radius of the rotary cross. In the case of an auxiliary piston according to FIGS. 89, 9 and 11 , two identical sleeve sections 77 are slidably accommodated in the slot, between which a circular disk 78 is located, the axis of which is radial to the turnstile. The disc is formed in one piece with the piston pin 13 from -._ and the curved surface of the disc is interrupted on each side by an arched slot 79 "which extends radially outward from the disc. The behlitz takes a correspondingly shaped arched rib 80 on the is on the surface of each sleeve supported against the disk, the arrangement being such that it allows limited pivoting movement of the sleeve sections and the piston about the axis of the disk while relative movement between the sleeve sections and the disk in the axial direction'or-r is prevented in the radial direction with respect to the hub. Since the side walls of the Schlltzes-in an auxiliary piston and the glettend mating surface a] each Hüleenabschnittes planar # as 11 can be seen in FIG., may henceforth the Hüleenabschnitte in any direction with respect to the piston slides around movements of the piston in the circumferential direction of the turnstile and also take up radially to it. In contrast, a main piston is designed like the Pig. 12 and 13 show. There are two identical sleeve sections for the disc 78 of the piston pin in the form of extensions 140 of the side walls of the cross section 75 provided with parallel side walls, which are either formed in one piece with the piston 6 or rigidly attached to it To enable movement of the piston around the disk, the complementary cylindrical bearing surfaces of the extensions and the disk are designed without interruptions. Otherwise, the connection of the main piston shown in FIGS. 12 and 13 is identical to the connection shown in FIGS. 8 ″ q and 11 for an auxiliary piston.
Eine Kammer 81 in der Scheibe ist gegen das Drehkreuz radial nach innen offen und unterbricht die radial innere Fläche der Scheibe. An dieser radial inneren Fläche ist ein Druckpuffer 82 vorgesehen$ der eine radial innere Fläche er--gibtg die der Scheibe zugeordnet ist und# abgesehen von einer in der Mitte der Platte vorge!oehenen Öffnung 83, die Kammer 81 abschließt. Der Druckpuffer erstreckt sich etwas über die Be-- grenzungslinien der- Scheibe, so daß er die Hülsenabschnitte oder Verlängerungen überlappt und ist mit'Abstand vom Boden des SohlitzeA.vorgesehen, so daß eine begrenzte Bewegung den Kolbenn relativ zum Drehkreuh ermöglicht . ist. In der Auenehmung 76 ist ein radial innerer Ab- schnitt eines ringförmigen Dichtunge- und lagergliedes 84 glei-*tend untergebrachtg die mit einer federnden Dichtungsvorrich-' tung, beispielsweise in Form eines O-Ringeo 85, vorgesehen ist und mit dem Bod,en der Auenehmung zuaammenwirkt. Ein ausgedehntererg radial außen liegender Abschnitt 86 des ringförmigen Dichtunge- und Lägergliedes 84 ist von seinem radial inneren Abschnitt durch eine radial nach innen gerichtete ringförmige Schulter 87 mit Abstand vom Boden des Schlitzes im Kolben getrennt-r Wie Fig. 14 erkennen läßt, trägt der radial äußere Abschnitt 86 des ringförmigen Dichtunge- und Lagergliedes 84 zwei konzentrische ringförmige Felder 88 uhd 88a, die.gegen die radial innere Fläche des Druckpuffers 82 abgestützt sind; das äußere Feld 88a und die ringförmig@ Auenehmung 88b zwischen jenem und dem inneren Feld 88 liegen dabei außerhalb des axial vorspringenden Umfangen des radial inneren Abachnittes des' ringförmigen Diohtungs- und lagergliedes. In das äußere Feld sind zu einem nachfolgend beschriebenen Zweck ein oder mehrere Schlitze 88a geschnitten.A chamber 81 in the disc is open radially inwardly towards the turnstile and interrupts the radially inner surface of the disc. A pressure buffer 82 is provided on this radially inner surface, which produces a radially inner surface that is assigned to the disk and, apart from an opening 83 in the center of the plate, which closes off chamber 81. The pressure buffer extends slightly over the delimitation lines of the disc so that it overlaps the sleeve sections or extensions and is spaced from the bottom of the sole seat so that limited movement allows the pistons relative to the rotating cradle. is. In the Auenehmung 76, a radially inner waste is cut an annular bearing member 84 and Dichtunge- same tend * untergebrachtg which is provided tung 'with a resilient Dichtungsvorrich-, for example in the form of an O-Ringeo 85 and the Bod, the en Perception interacts. A more extensive, radially outwardly lying section 86 of the annular sealing and bearing member 84 is separated from its radially inner section by a radially inwardly directed annular shoulder 87 at a distance from the bottom of the slot in the piston outer portion 86 of annular sealing and bearing member 84 has two concentric annular panels 88 and 88a supported against the radially inner surface of pressure buffer 82 ; the outer field 88a and the annular recess 88b between that and the inner field 88 lie outside the axially protruding circumference of the radially inner section of the annular diaphragm and bearing member. One or more slots 88a are cut in the outer panel for a purpose described below.
Die Kammer 81 in der Scheibe 78 steht mit einer Kammer
in einem Drehkreuzarm über leitungen 89 in dem Kolbenhälzen und-dem Drehkreuzarm
in Verbindung, Die Kammer in dem
Die zylindrise.he Ausnehmung 68 in der Kugel nimmt drehbar die inneren Endabschnitte 66 der festen Welle 3 vorzugsweise wie dargestellt" mit Nadellagern 69 auf. Ein Abschnitt des innerjen Gehäuses 108 nimmt auch drehbar einen. Abschnitt der festen Welle auf der andereü-Beite der Kräpfunä" von dem inneren Endabschnitt gesehen, auf, und auch hier sind wieder in der dargestellten'Weise Nadellager bevorzugt. Zwisehen diese Lager und- das Gehäuse 108 sind wärmeisolterende Büchsen 4-eingesetzt. Das zylindrische Gehäuse 94 innerhalb der Drehkreuzhabe erstreckt sich axial vom Drehkreuz, es ist gej;en die Abtriebewelle 46 offen und umfaßt-teilweise die Kugel 67. Zwischen diesem Gehäuse eÜd- der Kugel befindet sich ein Lagereineatz 122 zum Einpas . sen der Kugel in das Gehäuse. Der Lagereinsatz besteht aus g4e igndtem' Platerial, wie z B. Phosphorbronze, das zur Erleichterung des Zusammenbaues im Bereich der. Mittelebene des Drehkreuzes in zwei Ringe geteilt ist, die konkave sphärische innere Flächen und zylindrische äußere Flächen aufweisen. Die ersteren sind mit der-Fläche der Kugel, die letzteren mit der Fläche des zylindrischen Gehäuses 94 der Nabe komplementär. Der Lagereineatz 122 ist in seiner Stellung zwischen einer ringförmigen Schulter 123 innerhalb der Nabe und einem Haltering-124 'gehalten, der- mittels Schrauben 125 an dem Abtriebewellenende der Nab#e-befestigt ist. Jenseits der Schulter gegeh die feste Welle 3 verjüngt sichAie innere Fläche der Nabe mit Spiel von der Kugel zu einem weiteren engeren zylindrischen offenen Endraum 739 der sich axial vom Drehkreuz erstreckt und-vorzugsweise, wie dargestellt"-über Nadellager 74 drehbar den abgewinkelten Lagerabschnitt 65 der festen Welle aufnimmt. Die genannte noch engere Bohrung 93 im Drehkreuzar m, die *sich zur Fläche des zylindrischen Gehäus es #4 der Drehkreuznabe erstreckt und die Kugel 67 umgibt, steht mit einer Offnung 1.26 in dem Lagereinsatz 122 in Verbindung. Diese Öffnung steht ihrerseits periodiSch während eines vorherbestimmten Fluchtens zwischen de-n'b'eiden mit einer radi'alen Bohrung 127 in der Kugel 67 in Verbindung.The cylindrical recess 68 in the ball rotatably receives the inner end portions 66 of the fixed shaft 3, preferably as shown with needle bearings 69. A portion of the inner housing 108 also rotatably receives a portion of the fixed shaft on the other side of the force "Seen from the inner end section, and here too, needle bearings are preferred in the manner shown. Between these bearings and the housing 108 , heat-insulating sleeves 4 are inserted. The cylindrical housing 94 within the turnstile extends axially from the turnstile, the output shaft 46 is open and partially encompasses the ball 67. Between this housing and the ball there is a bearing insert 122 for fitting . sen the ball into the housing. The bearing insert is made of good quality material, such as phosphor bronze, which is used to facilitate assembly in the area of the. The center plane of the turnstile is divided into two rings, which have concave spherical inner surfaces and cylindrical outer surfaces. The former are complementary to the face of the ball, the latter to the face of the cylindrical housing 94 of the hub. The bearing insert 122 is held in its position between an annular shoulder 123 within the hub and a retaining ring 124 'which is attached to the output shaft end of the hub by means of screws 125. Beyond the shoulder against the fixed shaft 3 tapers Aie inner surface of the hub with play from the ball to a further narrower cylindrical open end space 739 which extends axially from the turnstile and - preferably, as shown "- via needle bearings 74 rotatably the angled bearing section 65 of the Said even narrower bore 93 in the turnstile arm, which extends to the surface of the cylindrical housing # 4 of the turnstile hub and surrounds the ball 67 , communicates with an opening 1.26 in the bearing insert 122. This opening is in turn periodically during a predetermined alignment between the two with a radial bore 127 in the ball 67 in connection.
Die radiale Bohrung in der Kugel wie.der steht mit einem Abschnitt
der glatten Bohrung 116 in der Kugel in Verbindung,.die die Feder
118 für das Rückschlagventil enthält. Die genannte kurze engere Bohrung 120,
die gegen die zylindrische Ausnehmung 68 in der Kugel 67 offen ist,-steht
mit einer Leitung 128 in Verbindung, die durch die feste Welle
3 geht. Diese Verbindung ist über einen festen rohrförmigen Einsatz
129 gegeben, der dicht, z.B. mittels, eines O-Ringes 130, in die innere
Bohrung 131 in demlinneren "#'ndabschhitt 66
der festen Welle eingesetzt
und als Dichtung und Lager mit dem Boden der zylindrischen Ausnehmung
68 in der Kugel um dile Öffnung der genannten kurzen engeren Bohrung
120 in der KU-k-el,-' anfangs fest passend, zusammenwirkt, und zwar vor allem durch'
eine Druckfeder 152 zwischen dem rohrförmigen Einsatz 11-9 undeiner
ringförmigen Schulter"133 an einem Ende der genannten Bohrung 131 in dem
inneren Endabschnitt der festen W- et wo diese Bohrung mit der Leitung
128 in Verbindung steht. Die Leitung 1-28 in der festen Welle steht
mit der Hochdruckseite einer nicht dargestellten Pumpe in Ver-
Für den Durchfluß hydraulischer Flüssigkeit durch das-Rücklaufventil im Tauchkofb-e--u von dem Raum radial einwärts davön zum Raum radial auswärts ist aber: 22 > Pl Daher-iatt 2 2 m w r/A 22 a/A. Demzufolgelist: 2 1? a) > m w r. 2 Der letzte Ausdruck zeigt aiso.,t. daß für das Strömen hydraulischer Flüssigkeit durch das-Rücklagfventil im Tauchkolben 95 vom Raum 134 radial innerhalb desselben - zum radial außerhalb desselben gelegenen Raum 101 die wirksame Fläche des radial äußeren ":ndes des-Tauchkolbens .größer als,dessen rajial.,#4npres Ende sein muß und daß ferner der Unterschied zwischen diesen Flächen und dem Druck iu dem radial einwärts vom Tauchkolben gelegenen-Raum so groß sein muß, daß deren Produkt die von dem kreisenden Taubhkolben ausgeübte Fliehkraft überschreitet. Zufolge eines leichten Leckens im hydraulischen System, dasq wie-später noch ausgeführt wer.den wird, de facto vorteilhaft ist, würde sich der Tauchkolben 95 ungeachtet,der in den radial auswärts des tauchkolbens gelegenen Raum 101 zugeleiteten und diesen Raum ausfüllenden Flüssigkeit radial nach auswärts bewegen.,i bis er fest an dem Einsatzpfropfen 90 anliegt und könnte so eine hydraulische Funktion nicht erfüllen. Dadurch, daß jedoch kleine Mengen hydraulischer Flüssigkeit in diesän Raum eingeführt werden.9 kann der Druck darin nicht fallen und versucht den Kolbin radial einwärts zu drängen, bis die Öffnung 102 für diesen Raum frei ist und hydraulische Übersch-lußflüssigkeit entweder, wie dargöstellt, zum Inneren des Motors oder zur Niederdruckseite der Pumpe geläitet wird. Die Anordnung gewährleistet auf diese Weise, daß der Tauchkolben sich in einer im wesentlichen gleichbleibenden radialen Stellung befindet, wogegen der Motor mit jeder beliebigen Geschwindigkeit innerhalb seines Arbeitsbereiches rotiert. -Da' die radiale Lage des-T.auchkolbens im wesent-, liehen gleich-bleibend gehalten wird.9,ist der Druck in dem radial auswärts vom Tauchkolben gelegenen Raum 101 im wesentliehen dem Quadrat-der Umdrehungsgeschwindigkeit des iviators innerhalb seines Arbeitabereiches proportional. Die-Höchstgeschwindigkeit, bei der der radial auswärts des Tauohkolbens gelegene Raum wieder aufgefüllt wer den kann, hängt von dem maximalen lieferdruck der Federausgabepumpe ab. Gegenwärtigwerden Betriebsgeschwindigkeiten- bis zum, 10000 Umdrehungen ig d er-- Minute und darüber ins Auge gefafti entsprechend der LeiPtungskraft des Motors. Der Druck in dem radial auswärts vom Tauchkolben gelegenen Raum 101 ist auch in der in der Schrg#ibe 78 vorgesehenen Kammer 81 fühlbar, da die beiden über die Leitungen 89 innerhalb des Drehkreuzarmes und d.es Kolbenbolzens miteinander verbunden sindl Ders-elbe Druck tritt auch in der Auenehmung 76 im Kolben auf, und zwar innerhalb des ringförmigen Dichtungs-und Lagergliedes 84. Der hydraulische Druck übt-so eine radial nach einwärts gerichtete Druckkraft gegen den Boden der Ausnehmung aus und wirkt der von dem kreisenden Kolben ausge-_ übten Fliehkraft entgegen, Dabei-verbreitet sich der Druck gleichmäßig über die gesamte Bodenfläche. Die-beiden.kQAzentrischen Felder 88 und 88a, die gegen den Druckpuffer- 82 abgestützt eindg ergeben eine höchst- wirksame Dichtungg selbst beim'Aufbringen hoher Belastungen, die hauptsächlich von dem.hydraulischen Druck aufgenommen werdeng der gegen die gegenüberliegende'n Flächen wirkt, die vonden Feldern 88 und 88a.versc)Zieden sind. Hy - drauliscÜ#e#FlüsAigkeit im Bereiche des inneren Fel-des 88 weist den #durch den -kreisenden -Tauchkolben -ausgeübten Druck auf und leckt nür geringfügig über das innere Feld' umeine Grenzschkierung zw:ischendiesem und'dem Druckpuffer zu bilden.For the flow of hydraulic fluid through the non-return valve in the immersion tank from the space radially inwards to the space radially outwards, however, the following is: 22 > Pl Therefore-iatt 2 2 mwr / A 22 a / A. According to this list: 2 1? a) > mw r. 2 The last expression shows aiso., T. that for the flow of hydraulic fluid through the nonreturn valve in the plunger 95 from the space 134 radially inside the same - to the space 101 located radially outside the same, the effective area of the radially outer ": ndes of the plunger. greater than its rajial., # 4npres end and that the difference between these areas and the pressure in the space located radially inward from the plunger must be so great that the product thereof exceeds the centrifugal force exerted by the circling deaf piston. will be explained later, is de facto advantageous, the plunger 95 would move radially outward regardless of the liquid which is fed into the space 101 located radially outward of the plunger and fills this space, until it is firmly attached to the insert plug 90 is applied and could not fulfill a hydraulic function because of the fact that small amounts of hydraulic fluid Once introduced into this space.9 the pressure cannot drop in it and tries to push the piston radially inwards until the opening 102 for this space is free and excess hydraulic fluid either, as shown, to the interior of the motor or to the low-pressure side of the Pump is piped. The arrangement ensures in this way that the plunger is in a substantially constant radial position, whereas the motor rotates at any speed within its working range. Since the radial position of the plunger is essentially kept constant.9, the pressure in the space 101 located radially outward from the plunger is essentially proportional to the square of the speed of rotation of the iviator within its working range. The maximum speed at which the space located radially outward of the tauoh piston can be refilled depends on the maximum delivery pressure of the spring dispensing pump. Currently, up to Betriebsgeschwindigkeiten-, 10000 revolutions ig d er-- minute and above the eye according to the gefafti LeiPtungskraft of the engine. The pressure in the space 101 located radially outward from the plunger can also be felt in the chamber 81 provided in the incline 78 , since the two are connected to one another via the lines 89 within the turnstile arm and the piston pin. The same pressure also occurs in the recess 76 in the piston, namely within the annular sealing and bearing member 84. The hydraulic pressure thus exerts a radially inwardly directed compressive force against the bottom of the recess and counteracts the centrifugal force exerted by the rotating piston The pressure spreads evenly over the entire floor area. The two acentric fields 88 and 88a, which are supported against the pressure buffer 82 and result in a highly effective seal even when high loads are applied, which are mainly absorbed by the hydraulic pressure which acts against the opposite surfaces which from fields 88 and 88a.versc) are goals. Hy - drauliscÜ # e # FlüsAigkeit in portions of the inner FEL- of 88 has the #durch the -kreisenden -Tauchkolben -ausgeübten pressure and leaking Nur slightly beyond the inner box 'umeine Grenzschkierung zw: to form ischendiesem und'dem print buffer.
Das Lecken hydrauliseher Plüssigkeit -läßt in--der -AusnehmÜug-88b zwischen dem'inneren und - dem äußeren Feld ein Reservoir entstehen, dessen Druck im wesentlichen jeweils dem Druck im Inneren des Noto-re entspricht, da das-äußere Feld 88a -bei 88c"Schlitze'--äufi#eist,. Da' 8 r' ing förmige- Reservoirhydraulischer Flüssigkeit außerhalb des inneren Feldee'*#gewährleistet die Aufrechterhaltung einer Schmierung zwischen dem inneren Feld und dem Druckpuffee.The leakage of hydraulic fluid -leaves in - the -AusnehmÜug-88b between the inner and - the outer field a reservoir, the pressure of which essentially corresponds to the pressure inside the Noto-re, since the-outer field 88a 88c "slots" - there is. The ' 8 r' ing-shaped reservoir of hydraulic fluid outside the inner field '* # ensures the maintenance of lubrication between the inner field and the pressure buffer.
-Wenn die entsprechenden Massen des Tauchkolbens 95'und des Kolbens
6, dfle entsprechenden Umdrehungeradien des Taüchkol'ben'e und des
. Kolbens ünd die entsprechenden -Flächen des radial äußeren Unde-S' des
Tauchkolbens, und des Bodens der-Auan-ehmung 76 im -Kolbe'n-miteihaiid'i3r
wechselseitig#in Beziehung gesetzt werden, dann-gleicht die innerhalb*des Arbeitabereia.hes
des Motors durch den Druck der hydraulischen Flüssigkeit gegen den Kolben radial,--einwäxte
ausgeübte --Pruckkraft im wesentlichen
.Eine Differentialausdehnung, die etwa zwischen dem Drehkxeuz und
den Zylindern vorkommt und eine Bewegung zwis,chen einem Kolben und dem Drehkreuz
werden von dem ßpiel zw,-i.schen einem Kolben und dem Drehkreuz aufgenommen bzw..
durch das Spiel zwischen dem Druckpuffer und dem Boden des SchlLitzve im Kolben
ausgeglichen.
Die hydraulische Flüssigkeit wird entweder durich die feste Welle, wie dies Cie Fig. 8 und 10 zeigen, oder diwah die Abtriebswelle, wie in Fig. 17 gezeigt ist, --#"ugeleite-t.The hydraulic fluid is passed either through the fixed shaft, as shown in FIGS. 8 and 10 , or through the output shaft, as shown in FIG. 17 .
Damit die radiale Bohrung 127 in der Kugel ständig mit dem radial innerhalb des Tauchkolbens 95 im Drehkreuzarm befindliehen Raum 134 in Verbindung steht, ist die Öffnung 126 in dein lagerein--gtz 122 zwischen dem zylindrischen Gehäuse 94 in der Drehkreuznabe und der KÜgel alternativ erweitert, wie dIes in Fig. 17 dargestellt ist, und nimmt das.innere Ende eines :robT-förmigen Einsatzes 149 im Drehkreuzarm auf.-Dieser rohrförmägg Einsatz ist an seinem inneren Ende mit einer konkaven ephä3#-1-sche.n Fläche ausgebildet, die mit der Kugelfläche komplementäa-r ist und mit dieser dichtend und gleitend zusammenwIrkt. ---Die konkave innere Endfläche des rohrförmigen Einsatzes ist durch eine Ausnehmung 150 unterbrochen, die so weit ist, daß die radiale Bohrung in der Kugel gegen diese Ausnehmung hin immer offen ist. Der Boden der Ausnehmung ist durch eine engere Bohrung 151 unterbrochen, die sich axial zu dem rohrförmigen Einsatz erstreckt und zu dessen äußerem Ende hin offen ist.#-Der rohrförmige Einsatz selbst ist dichtend, z. B. aiittels eines O-Ringes 152.in einer Auenehmung 153 des Drehkreuzarmes angeordnet, die gegen die Fläche-des zyliiidrischen G in der Drehkreuznabe offen ist, und wird durch eine -Oruckfeder'154 fest gegen die KugAl gedrängt. Diese Druckfeder Ist zw:ischen dem äußeren Ende-des rohrförmigen Einsatzes und einer 1--en Schulter 155 im Raum 134 radial einwärts von dem -Tauchkolben im Drehkräuza:rm gehalten.So that the radial bore 127 in the ball is constantly in communication with the space 134 located radially inside the plunger 95 in the turnstile arm, the opening 126 in the bearing insert 122 between the cylindrical housing 94 in the turnstile hub and the ball is alternatively widened, as shown in FIG. 17 , and takes the inner end of a robT-shaped insert 149 in the turnstile arm. This tubular insert is formed at its inner end with a concave ephä3 # -1-sche.n surface which is complementary to the spherical surface and cooperates with it in a sealing and sliding manner. --- The concave inner end surface of the tubular insert is interrupted by a recess 150 which is so wide that the radial bore in the ball is always open towards this recess. The bottom of the recess is interrupted by a narrower bore 151 which extends axially to the tubular insert and is open to its outer end. B. arranged by means of an O-ring 152 in a recess 153 of the turnstile arm, which is open against the surface of the cylindrical G in the turnstile hub, and is urged firmly against the ball by an -Oruckfeder'154. This compression spring is held between the outer end of the tubular insert and a shoulder 155 in the space 134 radially inward of the plunger in the rotating hub.
Eine Alternative zu dem mit zwei ringföxmigen Feldern versehenen Dichtungs- und Lagerglied 85, das mit Bezug auf die in Fig. 14 beschrieben ist, hat denselben äußeren b Durchmesser üfter seinei ganze Stärke und umfaßt drei konzentrisehe Felder, von denen die beiden inneren mit Schlitzen verseheni eind, so daß die hydraulische Flüssigkeit in den beiden ringförmigen Reservoiren zwischen den drei Feldern denselben -Druck aufweist wie die hydraulische Flüssigkeit innerhalb des innersiten Feldes. Es sind auch andere Feldanordnungen ins Auge gefaßt, die Kennzeichen beider beschriebener Ausfühxungen umfassen.An alternative to the ringföxmigen with two fields provided sealing and bearing element 85, which is described with reference to in Fig. 14 has the same external b diameter üfter seinei whole thickness and comprises three konzentrisehe fields, of which the two inner verseheni with slots and so that the hydraulic fluid in the two annular reservoirs between the three fields has the same pressure as the hydraulic fluid within the inner field. Other panel arrangements are contemplated which incorporate features of both of the described embodiments.
:e;ine Alternative zu dem in den Fig. 89 9 und 10 beschriebenen Tauchkolben 95 sieht einen #eauchkolben vor, der über seine ganze länge den gleichen Querschnitt besitzt und keine längsbohrung aufweist. Bei einer solchen Konstruktion führt die leitui2g von der Pumpe direkt zum radial auswärts des Tauchkolbens vorgesehenen Raum 101 und der radial einwärte vom Tauchkolben gebildete Raum 134 ist mit Ausnahme eines EntlÜftungedurchlassea-zum Inneren des Zylinderblockes geschlossen. Die radiale Stellung des Kolbens ist so wie früher durch die radiale Anordnung der Öffnung 102-für den radial -auswärts von dem Tauchkol#en gelegenen,Raum bestimmt; diese Öffnung wird von dem Kolben freigegeben-. wenn der Druck in diesem Raum die Erfordernisse geringfügig übersteigt. Eine weitere Alternative besteht daring daß man auf einen kreisenden Tauchkolben verzichtet und einfach die Ausnehmung in einem Kolben mit einer Pumpe verbindet.9 die wenigstens fÜr einen Teil ihres Volumsaustoßes einen Druck erzeugt, d er im wesentlichen dein Quadrat d er'- Geschwindigkeit propor tional istt mit der der Motor umläuft. Elne solche Pumpe ist vorzugsweise außerhalb des'Hotors angeordneit', wenngleich sie auch innerhalb montiert und von dem Motor angetrieben werden kann. Die Verbindungen In. den Drehkreuzarmen zwischen der leitung in der festen Welle oder der Abtriebswelle und den Auenehnungen 76 in den Kolben sind entweder in zwei gegenüberliegenden oder in abwechselnden oder in allen sechs Drehkreuzarmen vorgesehen, um das dynamische Gleichgewicht des Dxehkreuzes zu erhalten. Dies ist insbesondere dort bedeutungsvoll, wo Tauchkolben verwendet werden. Eine brauchbare Anordnung besteht darin, hydraulische Flüssigkeit zu den Kammern in den Scheiben über abwechselnde Drehkreuzarme zuzuleiteng wie dies in Fig. 9 dargestellt ist, wobei die beiden Kolbenausnehmungen 76 anderen gegenüberliegenden Lieiten versorgt werden. Die Ausnehmungen 76 können alternativ untereinander verbunden sein, obwohl dies nicht notwendig ist. Die beiden oben besehriebenen.Verbesserungen, durch die die Fliehkraft eines kreisenden Kolbens im wesentliehen ausbalanziert werden soll, und zwar mechanisch mittels einer Gegengewicht- und Hebelanordnung, wie -sie in den Flg. 6 und 7 gezeigt ist, oder hydraulisch durch das Aufbringen einer DrÜckflüssigkeit auf den Kolben.'wIe' die- Pig. 8--'bis 17 zeigen,* können kombiniert oder alternativ angewendet-werden.-Der Anlenkungsmittelpunkt eines Kolbens a*n-daä-Drehkreuz, d. h. der Mittelpunkt der Kugel, der Scheibe od,or des Zylinders an dem Kölbenbolzen, kann auf der Teilkreislinie des Kolbens liegen oder mit Bezug auf diese geringfügig radial nach innen oder nach außen versetzt seift,-um ein-Schwanken des-Kolbens in seinem Zylinder um eine Achse'möglichst gering zu halten, die tangential Z--um Drehkreuz und durch oen Gelenkniittelpunkt verläuft, wenn der Kolben einem Zylinderkopf am nächsten ist, d.h. an einem-oberen Totpunkt, und wenn die Verbrennungsgase entzündet werden. Eine gegen einen Kolben wirkende Explosivkraft ergibt selbstverständlich-eln Moment; um diese Achse; aber ein rösultierendes Moment ergibt sieh auch an dem oberen Totpunkt im entgegengesetzten Sinne infolge des momentanen Unterschiedes-zwischen den Drehungeradien der beiden Enden des Kolbens-und demzufolge auch ein Unterschied in der beiden Enden des Kolbens erteilten Fliefikraft. Das Verhältnis zwischen diesen entgegengesetzten Momenten hängt von verschiedenen Faktoren, wie der elotorkonstruktion, der-Umdfehungsgeschwindigkeit und. der Drosselöffnung-ab und diese Faktoren werden daher berücksichtigt9 um den günstIgstenTlatz für den Anlenkungsmittelpunkt mit Bezug auf den Kolben zu bestimmen. ...: An alternative to the plunger piston 95 described in FIGS. 89, 9 and 10 provides an extension piston which has the same cross-section over its entire length and does not have a longitudinal bore. With such a construction, the conduit leads from the pump directly to the space 101 provided radially outward of the plunger and the radially inward space 134 formed by the plunger is closed to the interior of the cylinder block with the exception of a ventilation passage a. As before, the radial position of the piston is determined by the radial arrangement of the opening 102 for the space located radially outward from the plunger piston; this opening is released by the piston. if the pressure in this space slightly exceeds the requirements. A further alternative is that one daring to dispense with a circular plunger and just the recess in a flask equipped with a pump verbindet.9 which generates a pressure at least for part of their Volumsaustoßes he d d substantially a square d er'- speed propor tional istt with which the motor rotates. Such a pump is preferably located outside of the 'motor', although it can also be mounted inside and driven by the motor. The connections In. the turnstile arms between the line in the fixed shaft or the output shaft and the outer expansions 76 in the pistons are provided either in two opposite or alternating or in all six turnstile arms in order to maintain the dynamic balance of the crosshair. This is particularly important where plungers are used. One useful arrangement is to supply hydraulic fluid to the chambers in the discs via alternate turnstile arms, as shown in Figure 9 , supplying the two piston recesses 76 to other opposing lines. The recesses 76 can alternatively be connected to one another, although this is not necessary. The two improvements described above, by means of which the centrifugal force of a rotating piston is to be essentially balanced, namely mechanically by means of a counterweight and lever arrangement, as shown in FIGS. 6 and 7 is shown, or hydraulically by applying a pressure fluid to the piston.'wIe 'die- Pig. 8 - 'to 17 show, * can be used in combination or alternatively . H. the center of the ball, the disk or the cylinder on the piston pin, can lie on the partial circle line of the piston or, with reference to this, soaps slightly radially inwards or outwards, in order to allow the piston to fluctuate in its cylinder to keep an axis as small as possible, which runs tangentially Z - around the turnstile and through the center of the joint when the piston is closest to a cylinder head, ie at top dead center, and when the combustion gases are ignited. An explosive force acting against a piston naturally results in a moment; around this axis; but a rösulting moment also results at the top dead center in the opposite sense as a result of the momentary difference - between the turning radii of the two ends of the piston - and consequently also a difference in the centrifugal force applied to both ends of the piston. The relationship between these opposite moments depends on various factors, such as the rotor design, the rotation speed and. the throttle opening and these factors are therefore taken into account9 in order to determine the most favorable position for the center of articulation with respect to the piston. ...
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
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GB939262 | 1962-03-12 |
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