Kraft- oder Arbeitsmaschine mit stets in gleichem Drehsinn mit sich
periodisch änderndem Verhältnis ihrer Winkelgeschwindigkeit umlaufenden Kolben Die
Erfindung gemäß Patent 638 007 betrifft eine Kraft- oder Arbeitsmaschine mit mindestens
zwei zwischen sich den Arbeitsraum einschließenden Drehkolben, die stets in gleichem
Drehsinn mit sich periodisch änderndem Verhältnis ihrer Winkelgeschwindigkeit umlaufen
und von denen mindestens einer mit der Triebwelle (Kraft- oder Antriebswelle) durch
ein Zahnradübersetzungsgetriebe mit elliptischen Zahnrädern oder normalen Zahnrädern
mit exzentrischer Drehachse gekuppelt ist, und zwar derart, daß, wenn die Forderung
gestellt ist, in der Ausgangsstellung der beiden Kolben zwischen diesen einen ganz
bestimmten, möglichst kleinen Totraum und gleichzeitig eine bestimmte Größenänderung
dieses Raumes während eines Arbeitsvorganges zu erhalten, man dieser Forderung jederzeit
dadurch nachkommen kann, daß man der Größe des Intervalles, innerhalb dessen Grenzen
sich während eines Umlaufes der Kolben das Übersetzungsverhältnis ändert, einen
ganz bestimmten Versetzungswinkel der Getrieberäder gegen die Kolben zuordnen muß.
Nach dieser Erfindung hat man es in der Hand, sowohl die Größe des Anfangstotraurnes
wie die Größe des Arbeitsraumes während des Arbeitsspieles gleichzeitig frei zu
wählen. Man darf nur nicht, negativ ausgedrückt, entweder den Versetzungswinkel
allein oder das Übersetzungsverhältnis allein ändern, sondern muß das Verhältnis
dieser beiden Größen zueinander je nach den gestellten Forderungen entsprechend
einrichten.Power or working machine with always in the same direction of rotation
periodically changing ratio of their angular velocity rotating piston die
Invention according to patent 638 007 relates to a prime mover or working machine with at least
two rotary pistons enclosing the working space between them, which are always in the same position
Rotate sense of rotation with periodically changing ratio of their angular speed
and of which at least one with the drive shaft (power or drive shaft) through
a gear transmission with elliptical gears or normal gears
is coupled with an eccentric axis of rotation, in such a way that, if the requirement
is placed, in the initial position of the two pistons between these one completely
certain dead space as small as possible and at the same time a certain change in size
To maintain this space during a work process, one of this requirement at any time
by keeping within the limits of the size of the interval
the transmission ratio changes during one revolution of the pistons, one
must assign very specific offset angles of the gears against the piston.
After this invention you have it in hand, both the size of the initial dead space
like the size of the work area during the work cycle
Select. One must not, to put it negatively, either the offset angle
alone or change the gear ratio alone, but must change the ratio
these two sizes to each other depending on the requirements made accordingly
set up.
Dieser Erfindungsgedanke des Hauptpatentes kann sowohl bei Maschinen
mit zwei Kolben wie auch bei solchen mit mehr als zwei Kolben angewendet werden.
Bei Maschinen mit mehr als zwei Kolben, z. B. Explosionsmaschinen, ergibt sich der
Nachteil, daß an einer frei gewählten Stelle des ringförmigen Zylinderraumes für
alle Kolbenzwischenräume nicht das gleiche Wechselspiel vorliegt, wodurch zusätzliche
Steuerorgane
benötigt werden, sofern sich ein umlaufender Kreisprozeß ergeben soll. Der zusätzliche
Erfindungsgedanke vermeidet diese Nachteile. Er besteht darin, daß, wenn die Forderung
gestellt ist, mehrere Kolbenpaare zu verwenden und an einer bestimmten Stelle des
ringförmigen Zylinderkanals, ein periodisches Wechselspiel aller hier aus dem Kolben
gebildeten Zwischenräume stattfinden soll, die Form der Getrieberäder entsprechend
zu wählen ist.This inventive idea of the main patent can be used for machines
with two pistons as well as those with more than two pistons.
For machines with more than two pistons, e.g. B. explosion machines, the result
Disadvantage that at a freely chosen point of the annular cylinder space for
all piston spaces do not have the same interplay, creating additional
Control organs
are required if a circular process is to result. The additional
The inventive concept avoids these disadvantages. It consists in that if the requirement
is made to use several pairs of pistons and at a certain point of the
annular cylinder channel, a periodic interplay of everything here from the piston
formed spaces should take place, the shape of the gears accordingly
to choose.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in .den Fig. = bis q. veranschaulicht.
In Fig. i ist der Erfindungsgedanke gemäß Patent 638 007
dargestellt. Fig.
2 zeigt den neuen Erfindungsgedanken, während Fig. 3 und q. eine Anwendung dieses
neuen Gedankens bei einer Verbrennungskraftmaschine darstellen. Um das Verständnis
zu erleichtern, sind für die einzelnen Elemente bei allen Figuren die gleichen Bezugszeichen
benutzt. Hier bedeuten i und 2 die beiden in einem Ringkanal befindlichen Kolben.
Dieser Ringkanal ist gebildet von dem Gehäuse 3 und den Wandungen der beiden relativ
zueinander drehbaren Kolbenräder q. und 5, von denen das eine den Kolben i und das
andere den Kolben 2 trägt. jedes Kolbenrad ist 'über eine Welle ii und 12 mit der
gemeinsamen Antriebs- oder Kraftwelle 6 durch ein Zahnradgetriebe gekuppelt, das
bei den dargestellten Maschinen aus zwei Zahnrädern 7 und 8 bzw. 9 und io besteht.
Die Verzahnung der Räder wurde der Einfachheit halber nicht eingezeichnet, sondern
nur die Teilkreise dieser Zahnräder.An embodiment of the invention is shown in .den. = To q. illustrated. In Fig. I, the inventive concept according to patent 638 007 is shown. Fig. 2 shows the new inventive concept, while Fig. 3 and q. represent an application of this new idea to an internal combustion engine. In order to facilitate understanding, the same reference symbols are used for the individual elements in all figures. Here i and 2 mean the two pistons located in an annular channel. This annular channel is formed by the housing 3 and the walls of the two relatively rotatable piston wheels q. and 5, one of which carries piston i and the other carries piston 2. each piston wheel is' coupled via a shaft ii and 12 to the common drive or power shaft 6 by a gear transmission which, in the machines shown, consists of two gears 7 and 8 or 9 and io. For the sake of simplicity, the toothing of the gears has not been drawn, only the pitch circles of these gears.
In Fig. i stimmen die Zahnräder eines jeden dieser beiden Getriebe
in Größe und Form überein und sollen eine rein elliptische Gestalt haben. Zeichnerisch
sind aber die Räder durch Kreise dargestellt, da ihre Abweichung von der Ellipse
äußerst klein ist. Ihre Drehachse geht jeweils durch den einen Brennpunkt der Ellipse.
Der Abstand der Abtriebswelle 6 von den angetriebenen Wellen zi und 12 der Kolbenräder
q. und 5 ist gleich dem großen Durchmesser der Ellipse.In Fig. I, the gears of each of these two transmissions are correct
in size and shape and should have a purely elliptical shape. Drawing
but the wheels are represented by circles because their deviation from the ellipse
is extremely small. Their axis of rotation goes through one of the focal points of the ellipse.
The distance between the output shaft 6 and the driven shafts zi and 12 of the piston wheels
q. and 5 is equal to the large diameter of the ellipse.
Man ordnet nun den beiden Kolben i und 2 zwei Kolben i' und 2' zu,
und zwar so, daß auf dem Kolbenrad 4 der Kolben i' diametral gegenüber vom Kolben
i befestigt ist. Entsprechend soll der Kolben 2' auf dem Kolbenrad 5 diametral gegenüber
vom Kolben 2 befestigt sein. Durch eine kurze Überlegung wird man feststellen, daß
nach einer halben Umdrehung der Antriebswelle 6 und einer entsprechenden Umdrehung
der Wellen ii und i2 diese Kolben nicht in die frühere Lage der Kolben i und 2 kommen,
und zwar wird dadurch an Stelle des früher gewünschten kleinsten Totraumes nach
einer halben Umdrehung nunmehr an dieser Stelle der größte Kolbenzwischenraum vorhanden
sein. Um dieses zu vermeiden, ist man genötigt, hier eine andere Form von Zahnrädern
anzuwenden. In der Fig.2 ist dies gemäß der Erfindung geschehen unter Anwendung
des im Patent 638 007 geäußerten Erfindungsgedankens, nämlich neben den in Frage
kommenden Übersetzungsverhältnissen den notwendigen Versetzungswinkel der Kolben
und Kolbenräder anzuwenden. Hier ist das fast kreisrunde Zahnrad 7 (Fig. i) mit
der Drehachse in einem Brennpunkt der Ellipse durch ein elliptisches Zahnrad 7 (Fig.
2) mit der Drehachse in dem Mittelpunkt der Ellipse angewandt, dementsprechend ist
den Kolben 2 und 2' ein elliptisches Zahnrad 9 zugeordnet. Mit diesen beiden ellipsenförmigen
Zahnrädern, die auf den 'Kolbenwellen ii und 12 befestigt sind, sind Zahnräder 8
und io (Fig. 2) auf der Abtriebswelle 6 gekuppelt. Diese haben in Fig. 2 kreisförmige
Gestalt. Sie sind jedoch exzentrisch auf der Welle 6 befestigt. Ihre Größe ergibt
sich aus den Abmessungen der Ellipse. Sie können jedoch auch durch an sich bekannte,
ellipsenförmige Zahnräder mit Drehpunkt . in der Mitte ersetzt werden. Die Zahnräder
7 und 9 haben aber in diesem Falle auch nicht mehr strenge elliptische Form. Sie
weichen dann vielmehr etwas von einer Ellipse ab; in diesem Falle haben die Zahnräder
7, 8, 9 und io die gleiche Form und Größe.Now assign two pistons i 'and 2' to the two pistons i and 2,
in such a way that on the piston wheel 4, the piston i 'is diametrically opposite the piston
i is attached. Accordingly, the piston 2 'on the piston wheel 5 should be diametrically opposite
be fastened by the piston 2. A moment's reflection will reveal that
after half a revolution of the drive shaft 6 and a corresponding revolution
of shafts ii and i2 these pistons do not come into the previous position of pistons i and 2,
in fact, instead of the smallest dead space that was previously desired
half a turn, the largest piston gap is now available at this point
be. To avoid this, you have to use a different form of gearwheel here
apply. In FIG. 2, this has been done using the invention
of the inventive idea expressed in patent 638 007, namely in addition to the
coming transmission ratios the necessary displacement angle of the pistons
and piston wheels apply. Here is the almost circular gear 7 (Fig. I) with
the axis of rotation at a focal point of the ellipse by an elliptical gear 7 (Fig.
2) is applied with the axis of rotation in the center of the ellipse, accordingly
an elliptical gear 9 is assigned to the pistons 2 and 2 '. With these two elliptical
The gears attached to the piston shafts ii and 12 are gears 8
and io (Fig. 2) coupled to the output shaft 6. These are circular in FIG. 2
Shape. However, they are fastened eccentrically on the shaft 6. Your size gives
from the dimensions of the ellipse. However, you can also use known,
elliptical gears with pivot point. to be replaced in the middle. The gears
In this case, however, 7 and 9 no longer have a strictly elliptical shape. she
then rather deviate somewhat from an ellipse; in this case the gears have
7, 8, 9 and io the same shape and size.
Wie aus der Fig. 2 leicht ersichtlich ist, kann durch Wahl von Zahnrädern
der bezeichneten Form der gewünschte Zweck erreicht werden, d. h. bei einer Explosionskraftmaschine
würde die Ausgangsstellung der Kolben immer an der gleichen Stelle liegen, und zwar
dort, wo für den Fall der größten Verdichtung sich etwa die Zündkerze befindet,
vgl. z. B. Bezugszeichen a in Fig. 3 des Patents 638 007, ebenso die größte
Kolbenentfernung dort, wo das Ansaugen des Gasgemisches beendet und die Verdichtung
beginnt, entsprechend dem Vorgang bei beendeter Expansion und Übergang in den Vorgang
des Auspuffens. Hierdurch ist es möglich, mit den umlaufenden Kolben die einzelnen
Vorgänge bei einer Verbrennungskraftmaschine zu steuern, wie dies in Fig. q gezeigt
ist. Die hier eingetragenen Buchstaben veranschaulichen die einzelnen Vorgänge,
und zwar bedeuten: S Ansaugen, K Verdichten, Z Zünden, E Ausdehnen, A Auspuffen.
Die beiden eingezeichneten Pfeile sollen anzeigen, daß durch die entsprechende Öffnung
der Gasstrom angesaugt bzw. der Verbrennungsrest ausgepufft wird: Zwecks besserer
Übersichtlichkeit sind in Fig. q. die Teilkreislinien der Zahnräder nicht eingezeichnet.
Die Zahnräder selbst sind jedoch im Schnitt in Fig. 3 dargestellt.As can be easily seen from FIG. 2, the desired purpose can be achieved by selecting gears of the specified shape, ie in an explosion engine the starting position of the pistons would always be in the same place, namely where the largest Compression is about the spark plug, see z. B. reference number a in Fig. 3 of the patent 638 007, also the greatest piston distance where the suction of the gas mixture ends and the compression begins, corresponding to the process at the end of expansion and transition to the process of exhausting. This makes it possible to control the individual processes in an internal combustion engine with the rotating pistons, as shown in FIG. The letters entered here illustrate the individual processes, namely: S intake, K compression, Z ignition, E expansion, A exhaust. The two arrows drawn are intended to indicate that the gas flow is sucked in or the combustion residue is blown out through the corresponding opening: For the sake of better clarity, FIG. the pitch circle lines of the gears are not shown. The gears themselves are, however, shown in section in FIG. 3.
Naturgemäß kann eine wie vorhin skizzierte Anordnung der Kolben und
Zahnräder mit Vorteil auch für eine andere Kraftmaschine;
wie z.
B. für eine Dampfmaschine oder für eineArbeitsmaschine, z.B. eine Pumpe, verwendet
werden. Jedoch sind in diesem Falle sinngemäße Änderungen der Ein- und Auslaßöffnungen
vorzunehmen. In allen diesen Fällen werden jedoch zusätzliche Ventilsteuerungen
vermieden.Naturally, an arrangement of the pistons and
Gears with advantage also for another engine;
such as
For a steam engine or for a work machine such as a pump
will. However, in this case there are analogous changes to the inlet and outlet openings
to undertake. In all of these cases, however, additional valve controls are required
avoided.