DE2041289C3

DE2041289C3 - Axiale Mehrfachanordnung einer mittelachsigen Umlaufkolbenmaschine

Info

Publication number: DE2041289C3
Application number: DE19702041289
Authority: DE
Inventors: Friedrich 7000 Stuttgart Muenzinger
Original assignee: RIED WILLI
Current assignee: RIED WILLI
Priority date: 1970-08-20
Filing date: 1970-08-20
Publication date: 1975-01-23
Also published as: JPS5419926B1; DE2041289B2; DE2041289A1

Description

a) die eine Gruppe (2, 3) stelit den Verdichtungsteil und die andere Gruppe (4, 5) den Expansionsteil dar,

b) der Verdichtungs- und Expansionsteil (2, 3 bzw. 4, 5), ein Regenerator (41), ein Erhitzer (36) und ein Kühler t,35) bilden einen geschlossenen Kreislauf, während in Anwendung als Heißgas-Kraftmaschine zusätzlich noch ein dem Verdichtungsteil vorgeschaltetes Gebläse (1) und eine Brennkammer (37) mit Luftvorwärmer (40) als offener Kreislauf hinzukommen, und

c) das Kurbelgetriebe besteht ius zwei Doppelkurbelgetrieben (21, 23 bzw. 22, 24), wobei die Exzentrizität jeweils zwischen Hohlwellenachse (6) und Doppelkurbelachse (15) zwecks Hubraumveränderung verstellbar ist und die beiden Doppelkurbelgetriebe (21, 23 bzw. 22, 24) zwecks Phasenverschiebung der Kolben (7, 8) beider Gruppen (2, 3 bzw. 4.

5) von Maschineneinheiten gegeneinander verdrehbar sind.

2. Umlaufkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Doppelkurbelgetriebe (21, 23 bzw. 22, 24) jeweils mit einem Doppelkurbelring (16 a, 16 b) versehen sind, welche beide gegeneinander hydraulisch verdrehbar zusammengesetzt Druckräume einschließen, die über den Umfang unterteilt sind durch jeweils einen radialen, segmentartigen Fortsatz (91) der Doppelkurbelringe (16«, 16/)), und welche die in Umfangsrichtung angeordneten Anknkzapfen (17, 18, 19, 20) für die über Kurbeln (21, 22, 23, 24) auf die Wellen (12, 13) wirkenden Schwingen (25) des Verdichtungsteils (2, 3) und Expansionsteils (4, 5) tragen.

3. Umlaufkolbenmaschine nach Anspruch 1 Oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kraft-Übertragung und Verdrehung der beiden Doppelkurbelgetriebe (21, 23 bzw. 22, 24) zwischen die-•en beiden ein mechanisches Ausgleichsgetriebe angeordnet ist, das als Planetengetriebe aus Kegelrädern (70) und zwei koaxial angeordneten, mit diesen kämmenden, als Schwungmasse gedachten Tellerrädern (64, 65). die die Doppclkurbeln bilden, besteht.

4. Umlaufkolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des einen als Tellerrad (64) ausgebildeten Düppelkurbelgetriebes eine Verzahnung (67) angeordnet ist, die über ein Ritzel (68) zum Antrieb führt.

5. Umlaufkolbenmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelräder (70) um die Achse (63) der Tellerräder (64, 65) über einen Planetenträger (69) schwenkbar sind, der ein Schneckenradsegment (71) trägt.

6. Umlaufkolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Tellerrädern (64, 65) ein doppelverzahntes Tellerrad (85) eingesetzt ist,

7. Umlaufkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Exzentrizitätsverstellbarkeit die Doppelkurbelringe (16 a, 16 b) in einem um eine feste Achse (15) verschwenkbaren Halterir.g (26), der als Hohlzylinder ausgebildet ist, gelagert sind.

8. Umlaufkolbenmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (26) einseitig gegen einen von Hand oder motorisch verstellbaren Exzenter (31) oder durch eine hydraulische Einrichtung, z.B. ein hydraulischer Stellzylinder (45) abgestützt ist.

9. Umlaufkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Erhitzer (36) und die zugehörigen Luftführungen (39) sowie die Brennkammer (37) konzentrisch und die Gruppe des Expansionsteils (4, 5) angeordnet sind.

10. Umlaufkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (35) die Gruppe des Verdichtungsteils (2, 3) konzentrisch umgibt.

Die Erfindung betrifft eine axiale Mehrfachanordnung einer mittelachsigen Umlaufkolbenmaschine, bestellend aus zwei von einem Kurbelgetriebe getrennten Gruppen von Maschineneinheiten, in deren Ringräumen Kolben mit ihre Abstände verändernder ungleichförmiger Geschwindigkeit umlaufen und dabei mit zwei zentrischen, scheibenförmigen Naben verbunden sind, die beide den Ringraum radial innen begrenzen und wovon die eine Nabe mit einer Hohlwelle und die andere Nabe mit einer konzentrisch in der Hohlwelle angeordneten, relativ zu dieser sich drehenden Kernwelle befestigt ist.

Eine derartige mittelachsige Umlaufkolbenmaschine als Brennkraftmaschine ist aus der französischen Patentschrift 953 008 bekannt.

Bei dieser bekannten Anordnung ist jedoch eine Phasenverschiebung zwischen den beiden Gruppen von Maschineneinheiten nicht vorgesehen, so daß die bekannte Maschine gar nicht als Heißgasmaschine arbeilen kann.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Umlaufkolbenmaschine obengenannter Art zu schaffen, die als Hcißgas-Kraftmaschinc oder als Kältemaschine mit einfach und leicht regulierbarer Leistung einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Anwendung als Hcißgas-Kraftmaschine oder Kältemaschine durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

a) die eine Gruppe stellt den Verdichtungsteil und die andere Gruppe den Expansionsteil dar,

b) der Verdichtung*- und Expansionsteil, ein Regenerator, ein Erhitzer und ein Kühler bilden einen geschlossenen Kreislauf, während in Anwendung als Heißgas-Kraftmaschine zusätzlich noch ein dem Verdichtungsteil vorgeschaltetes Gebläse und eine Brennkammer mit Luftvorwärmer als offener Kreislauf hinzukommen, und

zentrizitätsverstcllbarkeit die Doppelkurbelringe in einem um eine feste Achse verschwenkbarf-n Haltering, der als Hohlzylinder ausgebildet ist, gelagert sind, wobei vorzugsweise der Haltering einseitig gegen einen von Hand oder motorisch verstellbaren Exzenter oder durch eine hydraulische Einrichtung, z. B. ein hydraulischer Stellzylinder abgestützt ist.

Schließlich ist es zweckmäßig, daß der Erhitzer und die zugehörigen Luftführungen sowie die Brenn-

c) das Kurbelgetriebe besteht aus zwei Doppelkur- io kammer konzentrisch um die Gruppe des Expan beigetrieben, wobei die Exzentrizität jeweils sionsteils und daß der Kühler konzentrisch um die zwischen Hohlwellenachse und Doppelkurbelachst; zwecks Hubraumveränderung verstellbar

Gruppe des Verdichtungsteils angeordnet ist-

Die neue Maschine zeichnet sich durch ruhigen, schonenden Lauf aus, sie ist erschütterungsfrei und

Phasenverschiebung der Kolben beider Gruppen t₅ geräuscharm, da durch die äußere Gleichdruckvervon Maschineneinheiten gegeneinander verdreh- brennung keine Druckstöße entstehen können. Die bar sind. Verbrennung ist leicht zu beherrschen, und die Ent

stehung von schädlichen Abgasen ist weitgehend ver-

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 576 895 mieden. Vor allem jedoch hat die neue Maschine den ist bereits eine Rotationskolbenmaschine als Heiß- ₂₀ Vorteil der vielseitigen Verwendbarkeit, beispielionsm^rhine hekannt Hip Wärmptm«c^h/»r ,,nH Ro. _weise als Heißgas-Kraftmaschine nder als Kältema-

ist und die beiden Doppelkurbelgetriebe zwecks

gasmaschine bekannt, die Wärmetauscher und Regeneratoren besitzt und bei der diese Teile mit dem Verdichtungsteil und dem Expansionsteil einen geschlossenen Kreislauf bilden. Bei dieser bekannten Anordnung handelt es sich jedoch um eine Kreiskol- _a5 Es zeict benmaschine, deren Kolben exzentrisch zum Zy- F i g.

lindergehäuse rotieren. Hierbei ist die Innenkontur der Zylinderwandung epitrochoidenförmig ausgebildet, wobei sich die Veränderung der Arbeitsräume

schine.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in Gestalt einiger Ausführungsbeispiele dargestellt.

einen axialen Längsschnitt durch eine axiale Mehrfachanordnung einer mittelachsigen Umlaufkolbenmaschine,

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie H-II der auf Grund der besonderen Ausbildung der Außen- _3O Fig. 1,

kontur des Kolbens und der Innenkontur des Zylin- F i g. 3 eine Einzelheit der Anordnung nach F i g. 1

ders sowie der exzentrischen Anordnung des Kolbens in einer Seitenansicht in einem Schnitt gemäß der Ligegenüber dem Zylinder ergibt. nie A-B-C-D-E-F-G der F i g. 1,

Die Anordnung einer Umlaufkolbenmaschine mit Fig.4 eine abgewandelte Ausführungsform des

dem oben skizzierten erfindungsgemäßen Aufbau hat ₃₅ Gegenstandes der Erfindung in einem axialen Längsd Vortil daß nunmeh i h l Hiß hi

den Vorteil, daß nunmehr eine auch als Heißgasmaschine oder Kältemaschine verwendbare Maschine geschaffen ist, bei der durch Phasenverstellung der gesamte Leistungsbereich durchfahren werden kann. Hierbei kann die Phasenverstellung in einfacher Weise vorgenommen werden.

Die Anordnung kann zweckmäßigerweise so getroffen sein, daß die beiden Doppelkurbelgetriebe jeweils mit einem Doppelkurbelring versehen sind.

schnitt,

F i g. 5 eine Einzelheit der Anordnung nach F i g. 4 in einer Seitenansicht in einem Schnitt gemäß der Linie Hl-III der F i g. 4,

F i g. 6 eine weitere abgewandelte Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung in Teildarstellung in einer Seitenansicht in einem senkrechten Schnitt,

F i g. 7 die Anordnung nach F i g. 6 in einer Vorweiche beide gegeneinander hydraulisch verdrehbar ₄₅ deransicht und in einem Radialschnitt gemäß der Lizusammengesetzt Druckräume einschließen, die über nie A ,-B₁ bzw. C₁-D₁ der F i g. 6 und den Umfang unterteilt sind durch jeweils einen radialen, segmentartigen Fortsatz der Doppelkurbelringe
und welche die in Umiangsrichtung angeordneten
Anlenkzapfen für die über Kurbeln auf die Wellen ₅₀
wirkenden Schwingen des Verdichtungsteils und Expansionsteils tragen. Hierbei kann z. B. vorgesehen
sein, daß zur Kraftübertragung und Verdrehung der
beiden Doppelkurbelgetriebe zwischen diesen beiden

ein mechanisches Ausgleichsgetriebe angeordnet ist, ₅₅ eines Gases vorgesehen ist. Den Zylindern der das als Planetengetriebe aus Kegelrädern und zwei Gruppe 2 und 3 wird ein Gas unter Druck bcispielskoaxia! angeordneten, mit diesen kämmenden, als
Schwungmasse gedachten Tellerrädern, die il'c Dop-

F i g. 8 eine Variante zu der Anordnung nach F i g. 6 und 7 in einer Darstellung entsprechend derjenigen nach Fig.6.

Die in F i g. 1 dargestellte Umlaufkolbenmaschine ist als Heißgasmotor ausgebildet, wenn die in der Zeichnung von dem Übertragungsgehäuse 14 aus gesehen linke Hälfte als Verdichter arbeitet, während die rechte Hälfte als Verdränger zum Entspannen

pelkurbeln bilden, besteht, wobei vorteilhafterweise

weise Luft, Wt,sserstoffgas oder Helium über einen Kühler 35 zugeführt. Von den als Verdichter arbeitenden Zylindern 2 und 3 wird das Gas über einen

am Umfang des einen als Tellerrad ausgebildeten 6o Erhitzer 36 den Zylindern der Gruppe 4 und 5 zuge-Doppelkurbelgetriebes eine Verzahnung angeordnet führt. Der Erhitzer 36 wird von erhitzter Luft umist, die über ein Ritzel zum Abtrieb führt. Ferner
können die Kegelräder um die Achse der Tellcrräder

spült, die in eirv:r Brennkammer 37 erhitzt wurde. Die Brennkammer 37 ist mit einer Kraftstoifdüse versehen. In ihr wird der Kraftstoff mit Primärluft ment trägt, schwenkbar sein, wobei zwischen den fi₅ verbrannt. Um eine vollständige kontrollierte Verbeiden Tellerrädern vorteilhafterweise ein düppel- brennung zu erhalten, wird dem heißen Gasstrom an

über einen Planetenträ^er, der ein Schneckenraclscg-

verzahntes Tellerrad eingesetzt sein kann. Es kann iedoch z.B. auch vorgesehen sein, daß zwecks Ex-

einer späteren Stelle 3R Sekundärluft zugeführt und weiter verbrannt. Diese Sekundärluft wurde zuvor in

dem Luftvorwärmer 40 aufgewärmt. Danach strömt das heiße Abgas, das eine vollständige Verbrennung des Kraftstoffs erlaubt, an dem Erhitzer 36 vorbei und durch den Luftvorwärmer 40 in den Kamin 90.

Das in dem Erhitzer 36 erhitzte, den Zylindern 4 und 5 zugeführte Arbeitsgas kann sich in diesen Zylindern unter Abgabe von Arbeit entspannen, d.h. das Gas wird durch die Kolben 7 und 8 über den Kühler 35 den Zylindern 2 und 3 zugeführt. Zwischen den beiden Wärmetauschern, nämlich dem Kühler 35 und dem Erhitzer 36, ist ein Regenerator 41 vorgesehen, der übermäßige Wärmeerzeugung dadurch vermeidet, daß er Wärme speichert und Wärme abgibt. Das Gas durchströmt diesen Regenerator jeweils nach Verlassen der Zylinder 2 und 3 vor dem Eintritt in den Erhitzer 36 und nach Verlassen der Zylinder 4 und 5 vor dem Eintritt in den Kühler 35.

Der Zylinder 1 dient als Gebläse. Er saugt Luft an und führt diese in verdichtetem Zustand über ein Ringsystem 42 der Brennkammer 37 über den Luftvorwärmer 40 zu.

In F i g. 3 ist der Brenner der Anlage mehr im Detail gezeigt. 50 ist die Brennstoffdüse. Die Frischluft für den Brenner strömt aus dem Ring über den Kanal 51 in den Dom 52 ein. Ein anderer Teil der Frischluft strömt bei 5S in den Luftvorwärmer 40, tritt am anderen Ende wieder aus, kehrt seine Strömungsrichtung um und tritt über einen toroidförmigen Brennkörper, der Löcher und Schlitze hat, als vorgewärmte Sekundärluft in die rotierenden Flammen der Brennkammer ein. Zugleich bilden die eindringenden kühleren Luftschichten einen wirksamen Schutz gegen ein Ausbrennen und eine örtliche Überhitzung des Toroidkörpers und des haubenförmigen, mit Rippen versehenen Zylinderkörpers5 (Fig. 1), der fortan Zylinderkopf genannt wird. Der Zylinderkopf 5 aus einem hochwertigen, warmfesten Werkstoff, besteht im wesentlichen aus einem aus Festigkeitsgründen buckeiförmig ausgebildeten Grundkörper 5 a, der auch die Zuganker 5 b der aneinandergereihten Zylinder trägt. Auf seiner den rotierenden Flammen ausgesetzten Oberfläche sind spiralig gewundene Rippen eingegossen aus einem Werkstoff, der einen guten Wärmeübergang besitzt. Auch die innere Ausfütterung, afc dem Ringzylinder 5 die zylindrische Form erteilt, kann aus einem solchen Werkstoff beschaffen sein. Auf Grund dieser Ausstattung erhält der Zylinder 5 beim Anlaßvorgang schneller seine Betriebswärme, als z.B. der Zylinder4. Auch ist es zweckmäßig, die innere Windung des Erhitzers 36 an den Zylinder 5 und die äußere Windung an den Zylinder 4 anzuschließen. Beim Anfahren kann sich der Kreislauf des Aibeitsmediums nur zwischen dem Zylinder 5 und der inneren Rohrwendel abspielen und nach Erreichen einer bestimmten Beharrungstemperatur können der Zylinder 4 und die äußere Wendel über einen Thermostaten zugeschaltet werden. Das gleiche gilt auch für die kalten Zylinder, so daß der Zylinder 5 mit dem Zylinder 3 und der Zylinder 4 mit dem Zylinder 8 zeitweise zusammenarbeiten. Durch geeignete Schaltmittel wird dann im Normalbetrieb ein einheitlicher Kreislauf mit sämtlichen Zylindern vorgenommen.

Das in Fig. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiel einer als Heibgasmotor dienenden Umlaufkolbenmaschine besitzt fünf Ringzylinder 1 bis 5, die koaxial hintereinander auf der Hohlweilenachse 6 angeordnet sind. Jeder der ungefähr gleich großen Ringzylinder 1 bis 5 enthält Ringsegmentkolben 7 und 8, deren Naben 9 und 10 scheibenförmig ausgebildet sind und die innere Ringraumwand bilden. Die Zylinder 2,3 und 4 werden aus Ringen gebildet, zwischen denen koaxiale Zwischenringe 11 angeordnet sind. Die äußeren Zylinder 1 und 5 sind als Endteile ausgebildet und schließen die Stirnseiten der Ringsegmentkolben 7 und 8 nach außen in axialer Richtung ab und dienen außerdem zur Lagerung der Wellen 12 und 13. Mit diesen Wellen 12 und 13 stehen Naben der Ringsegmentkolben 8 in Verbindung, beispielsweise durch eine Vielkeilverbindung od. dgl., während die Ringsegmentkolben 7 mit ihren Naben 10 eine Hohlwelle bilden, indem sie durch axiales Ineinanderschieben, in Umfangsrichtung miteinander formschlüssig verbunden sind.

Die Ringzylinder 1, 2, 3 sind auf einer Seite und die Ringzylinder 1 und 5 auf der anderen Seite eines

ao Übertragungsgehäuses 14 mit einem Ubertragungsmechanismus angeordnet, der dafür sorgt, daß die Ringsegmentkolben 7 und 8, die annähernd dem Querschnitt der Ringzylinder 1 bis 5 entsprechen, bei einer Drehbewegung gegeneinander verzögert und

»5 beschleunigt werden, so daß sich das zwischen ihnen befindliche Volumen in einer bestimmten Weise ändert und jeweils einen maximalen und minimalen Wert erreicht. Das Übertragungsgehäuse 14 ist so ausgebildet, daß es sowohl die Bewegung der zu seinen beiden Seiten angeordneten Wellen 12 und 13, als auch die Bewegung der durch die Naben 10 der Ringsegmentkolben 7 gebildeten Hohlwelle steuert.

Das Übertragungsgehäuse 14 (F i g. 2) besteht aus einem exzentrisch zu der Hohlwellenachse 6 um die Doppelkurbelachse 15 drehbaren Doppelkurbel ring 16 a, 16 b, der mit vier Anlenkzapfen 17, 18, 19 und 20 versehen ist, mit denen jeweils über Schwingen 25 die aus den Naben 10 und den Ringsegmentkolben 7 gebildeten Hohlwellen mit Hilfe von Kurbeln 21 und 22 und die Wellen 12 und 13, die formschlüssig miteinander verbunden sind, mit Hilfe von Kurbeln 23 und 24 verbunden sind. Hierbei ist die Kurbel 21 mit dem Anlenkzapfen 18, die Kurbel 22 mit dem Anlenkzapfen 20, die Kurbel 23 mit dem Anlenkzapfen 19 und die Kurbel 24 mit dem Anlenkzapfen 17 über jeweils eine Schwinge 25 verbunden.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Ringsegmentkolben 7 und 8 bei einer Umdrehung ungleichförmige Umlaufgeschwindigkeiten erhalten, so daß sich der Abstand zwischen ihnen, der als Arbeitsvolumen ausgenützt wird, ändert. Die maximale und minimale Größe dieser Arbeitsvolumina wird durch die Exzentrizität zwischen der Hohlwellenachse 6 und der Doppelkurbelachse 15 des Doppelkurbelringes 16 bestimmt.

Der Doppelkurbelring 16 a, 166 ist in einem als Hohlzylinder ausgebildeten Halterring 26 gelagert (Fig.2), der um eine seitlich gelagerte Welle 27 (Fig.5) schwenkbar angeordnet ist. Der Haltering 26 stützt sich über eine Stange 28 α unter Zwischenfügen einer Feder 29 — statt dessen kann auch eine hydraulische Anordnung vorgesehen sein — gegen das Übertragungsgehäuse 14 ab. Als zweites Lager für die Stange 28 b ist ein Exzenter 31 vorgesehen, der über einen Stellmotor und dadurch erfolgendes Verdrehen der Exzenterwelle verdrehbar ist. So kann der Haltering 26 um die Welle 27 verschwenkt werden, so daß auch die Doopelkurbelachse 15 des Dop-

pelkurbelrings 16α, 16/? cine Schwenkbewegung ausführt und damit die Exzentrizität zu der Hohlwel-Ienachsc6 ändert. Die Verschwenkung des Halters kann auch auf hydraulischem Wege oder mittels Schneckensegment oder Spindelmutter vorgenommen werden.

Wie ir 7 i g. 1 angedeutet ist, können die Anlenkzapfen 17, 18, 19 und 20 in dem Doppelkurbelring 16o. 16/) mittels unter Öldruck stehender im Ring untergebrachter Kolben od. dgl. verspannt sein, über die sie in nicht näher dargestellter Weise durch hydraulische Mittel in ihrem Abstand zueinander verstellt werden können. Insbesondere ist hierbei an eine paarweise Verstellung der Anlenkzapfcn 18 und 19 gegenüber den Anlenkzapfcn 17 und 20 gedacht.

Während bei der Ausführung nach Fig. 1 der Welle 12 mittels Schwungrad 92 die gleichmäßige Abtriebsdrehzahl erteilt wird, erfolgt bei der Variante nach Fig. 4 (obere Hälfte) und F i g. 5 der Abtrieb aus der Mitte des Übertragungsgehäuses seitlich heraus. Der Ring 43 dreht sich mit konstanter Geschwindigkeit und arbeitet mit seinem Zahnkranz 43 α auf ein Abtriebsritzel 44, das seitlich im Übertragungsgchäusc 14 gelagert ist. Infolge einer durch Stellzyh'ndcr 45 hervorgerufenen Verschwenkung des Halterings 26 um die Welle 27 wandert der Zahnkranz 43« mit. Das Abtricbsritzel 44, das eine Spczialzah^korrcktur hat, stillt sich unter Federdruck auf die neue Zahnlage des verzahnten Kranzes ein und bleibt somit während der Schwenkbewegung in Eingriff.

Der Abtrieb erfolgt hierbei aus der Mitte des Übertragungsgehäuses 14 seitlich heraus, welches mit Aufspannpratzen versehen ist. Im übrigen entspricht die Ausführung nach Fig. 5 etwa derjenigen nach F i g. 2. Die zweite Variante, bei der der Abtrieb aus der Mitte der Längsachse erfolgt, hat den Vorteil der Ersparnis, von mindestens einer Cichtscitc auf der kühlen komprimierenden Seite, sowie harmonischer Stangen- und Beschlcunigungskräftc. Auch hier ist in organischer Weise eine Übersetzung des Abtriebs ins Schnelle angeboten, da bekanntlich ein Heißgasmotor nur in unteren Drehzahlenbcrcichen sein Optimum besitzt. Außerdem kann eventuell hier der Abtrieb seitlich schräg abgeführt werden, beispielsweise für Bootsmotoren.

Zur Frage der Kolbenabdichtung sei hier vermerkt, daß die als Verdränger ausgebildeten ^warmen« Ringsegmentkolben nicht unbedingt dichten müssen, da schädlicher Raum unvermeidlich ist. Aber auch auf der kühlen Kompressionsseite der Maschine dürfte mit berührungsfreier Labyrinthdichtung, unterstützt mit einem Spezialkolbenring und Teflonbüchsen an den Wellenteilen die Verluste in Grenzen bleiben, da die Kolbenringreibungsverluste in Wegfall kommen. Die Gleitringdichtungen an den beiden Enden der Maschine schließlich dichten fast alle Sickerverluste innerhalb der Maschine wieder nach außen ab.

F i g. 6 und 7 beschreiben die mechanische Lösung der Phasenverschiebung zwischen dem Verdichtungsund Expansionsteil der Maschine. Die Achse 61 auf der linken Seite des Übertragungsgehäuses bezieht sich auf den Verdichtungsteil der Maschine, die Achse 62 auf den Expansionsteil. Auf der Achse 63 drehen je ein als Schwungmasse wirksames Tellerrad 64 und 65 für den Vcrdichtungs- und Expansionsteil. Die Schwungmasse 64 leitet das Drehmoment ein und überträgt dasselbe über einen Zahnkranz 67 auf ίο das Ritzel 68, das zum Abtrieb führt. Die Schwungmasse 65 dient zum Ausgleich der Rotations- und Koppclgctriebckräfte auf der Verdichtungsscite. Beide Schwungmassen tragen eine Kegclradverzahnimg und auf der Rückseite je ein Zapfenpaar 64« und 65 α als Anlenkpunktc für die jeweiligen Koppelgetriebe, um den Phasenwinkel η zu erzeugen.

Zur Übertragung der Drehbewegung vom Verdichtungsteil /um Expansionsteil sind in einem schwenkbaren Planetcnkörpcr 69, der um die Achse 63 drch-

ao bar gelagert ist, ein oder zwei Kegelräder 70 gelagert, durch die das Tellerrad 65 in umgekehrte Drehrichtung versetzt wird. Der Plantenkörper 69 trägt an seinem Umfang ein Schneckenradsegment 71. in das eine selbsthemmendc Schnecke 72 eingreifen kann.

Je nachdem, wie sich nun die Schnecke dreht, schwenkt der Planctenkörper 69 und das daran gelagerte Kegelrad 70 im Sinne der Drehrichtung des Tellerrades 64 oder entgegen dieser Drehrichtunu. Dadurch wird aber der konstanten Winkclgeschwindigkeit der Tellerräder eine zusätzliche Vor- oder Rückdrehung /.B. 100" erteilt, die sich auch in der Lage der Anlenkzapfcn auf der Rückseite der Tcllerräder bemerkbar macht. Ist die Phasenverschiebung 0°. so tritt Stillstand der Maschine ein. Um die Vcrstellung über diesen Bereich vornehmen zu können, muß die Wand 73. die auf der Nabe 74 den Planetenkörper 69 trägt, einen entsprechenden Bogenschlilz tragen, durch den das Kegelrad 70 mit so,"er Verzahnung das Tellerrad 65 antreibt. Durch geeignetc Verlegung der Ein- und Auslaßlcitungen auf beiden Seiten der Maschine kann dies berücksichtigt werden.

Sollte es sich als erforderlich zeigen, daß die verdrängenden und komprimierenden Seiten glcichsinnig drehen müssen, kann dies durch folgende Anordnung nach F i g. 8 geschehen:

An Stelle des Tcllerrades auf der Verdichtungsscite wird ein doppelt verzahntes Tellerrad 85 eingesetzt, das umgekehrt wie das Tellerrad 64 läuft. Die Verzahnung 86 auf der Rückseite wirkt auf ein zusätzliches Kegelrad 87, welches in einer Wand 88 geiagert ist. Nunmehr wird über dieses Kegelrad das verdichtungsseitige Tellerrad in gleicher Drehrichtung wie das expansionsseitige Tellerrad gedreht.

Diese Anordnung hat noch den Vorteil einer besseren Lagerung der Achse 89.

Zum Schluß sei noch vermerkt, daß bei der Darstellung in Fig.5.6 und 7 der Übersichtlichkeit halber bewußt auf eine Exzentrizitätsverstellung des Getricbes verzichtet worden ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Axiale Mehrfachanordnung einer mittelachsigen Umlaufkolbenmaschine, bestehend aus zwei von einem Kurbelgetriebe getrennten Gruppen von Maschineneinheiten, in deren Ringräumen Ringsegment-Kolben mit ihre Abstände verändernder, ungleichföimiger Geschwindigkeit umlaufen und dabei mit zwei zentrischen, scheibenförmigen Naben verbunden sind, die beide den Ringraum radial innen begrenzen und wovon die eine Nabe mit einer Hohlwelle und die andere Nabe mit einer konzentrisch in der Hohlwelle angeordneten, relativ zu dieser sich drehenden Kernwelle befestigt ist, gekennzeichnet in Anwendung als Heißgas-Kraftmaschine oder Kältemaschine durch die Kombination folgender Merkmale: