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Kraftmaschine mit kreisenden Zylindern. Bekannt sind Kraftmaschinen,
insbesondere Brennkraftmaschinen, mit einer ununterbrochen kreisenden Gruppe von
nach einer Kreislinie angeordneten Zylindern und einer Gruppe zugehöriger Kolben,
die abwechselnd zurückbleiben unter zeitweiligem Stehenbleiben im Raum und beschleunigt
vorgeholt werden. Durch keine der bekannten Maschinen wurde jedoch das Ziel praktisch
erreicht, die Vorteile kreisender Kraftmaschinen, vor allem die unmittelbare Übertragung
der Kraft auf eine umlaufende Kraftwelle, mit den Vorteilen des, gewöhnlichen Zylindermotors
zu vereinigen. Die Kraftübertragung auf die umlaufende Masse, also auch auf die
Triebwelle, geschieht bisher vielfach durch ein Schubkurbelgetriebe, also ähnlich
wie bei dem gewöhnlichen Motor mit Schubkurbel.
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Durch die Erfindung wird die Aufgabe des Tangentialdruckmotors, also
die restlose Kraftübertragung in tangentialer Richtung zum Zylinderkreis, praktisch
gelöst. Bei dieser Maschine erfolgt die Kraftübertragung unmittelbar und ausschließlich
dadurch, daß bei feststehenden Kolben die sich ausdehnenden Gase die Zylinder antreiben,
welche einen Teil der umlaufenden Masse bilden. Zu diesem Zweck muß die Bewegung
der Kolben so geleitet werden, daß, wenn a der Weg der Zylinder während eines Hubes
ist, die Kolben abwechselnd bei einem Hub den Weg 0 und beim nächsten den Weg 2a
zurücklegen. Das Vorholen der Kolben auf einer dem doppelten Zylinderhub entsprechenden
Strecke geschieht zwangläufig durch ein Getriebe, welches an der Kraftübertragung
des Treibmittels nicht beteiligt ist. Die Feststellung der Kolben gegen den feststehenden
Teil der Maschine während des Arbeitshubes oder überhaupt während jedes zweiten
Hubes wird durch einen am feststehenden Teil der Maschine gelagerten Sperrungsteil
bewirkt.
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Als Getriebe, welches die an das Vorholgetriebe gestellten Forderungen
erfüllt, wird vorteilhaft ein an sich bekanntes, in sich zurückkehrendes Zykloiden-Schubkurbelgetriebe
verwandt. Bei diesem Getriebe wälzt sich ein mit dem Getriebe verbundenes Planetenrad
auf einem feststehenden Zahnkranz ab. Mit diesem Planetenrad ist eine Kurbel starr
verbunden, an welcher eine Kurbelstange angreift, die anderseits gelenkig mit dem
Kolben verbunden ist. Der Kurbelzapfen an dem Planetenrad bewegt sich auf einem
Kurbelkreis um die Mittelachse des Planetenrades und gleichzeitig mit dem Planetenrad
auf einem Kreis um die Mitte der Maschine. Er beschreibt also eine Zykloide. Um
die für das Vorholgetriebe bestehenden Bedingungen zu erfüllen, muß der Kurbelzapfen
eine Zykloide mit radial gerichteten Schleifen bilden, die zeitgleich mit dem offenen
Teil der Kurve sind. Die kurzen Seitenabweichungen gegen den Radius in den Schleifen
müssen irgendwie aufgenommen werden, um vollständigen Stillstand der Kolben zuzulassen.
Zur Bildung der Schleife muß der Durchmesser des Kurbelkreises größer sein als der
wirksame Durchmesser des Planetenrades. Zur Aufnahme
der kurzen
seitlichen Bewegungen in den Schleifen der Zykloide wird vorteilhaft die Kurbelstange
elastisch ausgebildet, etwa durch Einschalten einer Feder, so daß sie den durch
das feststehende Sperrungsglied bewirkten Stillstand der Kolben während jedes zweiten
Hubes trotz der Seitenbewegung des Kurbelzapfens zuläßt.
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Es sind auch andere Getriebe denkbar, welche ebenso wie das oben beschriebene
Zykloiden-Schubkurbelgetriebe, ohne an der Kraftübertragung teilzunehmen, in Verbindung
mit einer Rücksperrung die Kolben so steuern, daß sie abwechselnd die absoluten
Wege 0 und 2a während eines Hubes zurücklegen, In der Zeichnung ist eine Kraftmaschine
nach der Erfindung schematisch dargestellt. Die nach einer Kreislinie angeordneten
Zylindergehäuse = sitzen auf Armen 12 und sind mit der Triebwelle 3 fest verbunden.
An einem oder auch, wie es in der Zeichnung angenommenist, an zwei dieser Arme 12
sitzt lose drehbar ein Planetenrad ¢, das sich auf einem mit dem feststehenden Teil
des Maschinengestells starr verbundenen Zahnkranz 5 abwälzt. Die Kolben 2 sitzen
an Armen 6, die von einem Ring 13 ausgehen. Letzterer kann sich um die feststehende
Nabe 7 nur im Umlaufsinne drehen, da zwischen den Ring 13 und die feststehende
Nabe 7 ein beliebig gestaltetes Rückgesperre 14 eingeschaltet ist.
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Mit jedem Zahnrad 4 ist eine Kurbelscheibe 8 von größerem -Durchmesser
starr verbunden, deren Kurbelzapfen =i mittels der Kurbelstange g mit dem Arm 6
des zugehörigen Kolbens 2 bei =o gelenkig verbunden ist. In das hier befindliche
Ende der Kurbelstange ist eine Federung eingeschaltet. Wie ersichtlich, werden mittels
des zwischengeschalteten Kurbelgetriebes durch die kreisenden Zylindergehäuse i
die Kolben mitgenommen, aber, da das Kurbelgelenk =i abwechselnd sich relativ zu
dem zugehörigen Zylindergehäuse gegen den Drehsinn und im Drehsinn der Maschine
verschiebt, in einer solchen Weise, daß die Kolben abwechselnd hinter den Zylindern
zurückbleiben und gegen diese voreilen. Eine absolute Rückwärtsbewegung der Kolben
wird aber. durch das Rückgesperre verhindert, so daß sich also die relative Bewegung
zwischen Kolben und Zylindergehäuse derart vollzieht, daß der Kolben abwechselnd
stehenbleibt, wobei sich der Zylinderboden von ihm entfernt und gegen das Zylindergehäuse
voreilt,- wobei der Kolben sich dem Zylinderboden nähert. Der Kurbelzapfen i= beschreibt
eine Epizykloide mit radialen Schleifen. Die Einschaltung der Feder am Ende der
Kurbelstange 9 dient zu dem erforderlichen Ausgleich beim Durchlaufen der
ZyklQ-idenschleife.
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Es ist auch denkbar, bei der Kraftmaschine die Rollen von Kolben und
Zylinder zu vertauschen, wobei also nicht die Kolbenbewegung, sondern die Zylinderbewegung
durch das Vorholgetriebegelenkt würde; die Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder
wäre dabei dieselbe. Alle Einzelteile des Motors könnten auch anders ausgebildet
sein, als in Beschreibung und Zeichnung angegeben ist, sofern sie nur den besonderen
Eigenschaften und Anforderungen der Kraftmaschine nach der Erfindung entsprechen.
Z.' B. könnten die kreisförmig angeordneten Zylinder an sich auch geradlinig ausgebildet
sein, wobei allerdings die Kraftübertragung auf die Kraftwelle nicht mehr ganz ausschließlich
tangential wäre.