DE2250589A1 - Rotationskolbenmaschine - Google Patents

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DIPL-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BÖNINQ

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Telegramme: Consideration Berlin

826/15.917 DE 11. Oktober 1972

Patentanmeldung

des Herrn
Eduardo Hector Taurozzi

Junin 1715 Buenos Aires, Argentinien

"Rotationskolbenmaschine ^w

Bei der erfindungsgemäßen Rotationskolbenmaschine handelt es sich um eine Maschine, mit der die bekannten Otto-, Diesel-, Halbdiesel- oder Sabathe-Verfahren durchgeführt werden können. Sie kann auch'als Flügelrad-, Saug- oder Flüssigkeitskompressionspumpe verwendet werden.

Wie bei bekannten Rotationskolbenmaschinen, von denen der Wan-' kelmotor der bekannteste ist, besitzt die neue Maschine gegenüber den konventionellen Motoren den großen Vorteil, daß keine Umwandlung der Hin- und Herbewegung in eine gleichmäßige Kreisbewegung mehr erfolgen muß, so daß alle mechanischen Komplikationen und Leistungsverluste vermieden werden, die bei konventionellen Motoren auftreten.

Postscheckkonto Berlin W»st 1743 84 Berliner Bonk AG., Depositenkaste 1

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Die erfindungsgemäße Maschine besitzt speziell die folgenden Vorteile: das Verschließen der Verbrennungskammern ist relativ einfach, bei niedrigen Drehzahlen sind hohe Drehkräfte erzielbar, das Verhältnis von Gewicht zu Leistung ist klein, eine Modifikation des Kompressionsverhältnisses ist ohne wesentliche Änderungen möglich, sie ist in mechanischer Sicht bemerkenswert einfach.

Die erfindungsgemäße Maschine ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Block enthält, der einen torischen Hohlraum besitzt, in dem vier Kolben, die in eine einzige Drehrichtung verschiebbar angebracht sind, diametral paarweise mit kolbentragenden Scheiben verbunden sind, die ihrerseits mit zwei koachsialen und unabhängigen Wellen verbunden sind, von denen jede zwei radiale Arme besitzt, die sich diametral gegenüberstehen und die in einem Gehäuse untergebracht sind und an ihren Enden Verbindungsstangen tragen, die jeweils miteinander mittels eines Verbindungselementes verbunden sind, das sich in einer im wesentlichen radialen Richtung in Bezug auf die koachsialen Wellen "bewegen kann, und die mit wenigstens einer frei drehbaren Vorrichtung ausgestattet ist, die dauernd gegen wenigstens eine geschlossene Führungsbahn anliegt, die sich in einer Ebene befindet, die senkrecht zu den koachsialen Wellen steht, und die fest mit der Innenseite eines Gehäuses ver bunden ist, das am Block befestigt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Maschine werden vier Kammern variablen Volumens gebildet, von denen die zwei entgegen gesetzten Kammern, die zwischen den FUhrungskolben (ver bunden mit dem Schwungrad) an der Vorderseite und den an getriebenen Kolben an der Rückseite liegen, dazu benutzt werden, den Zyklus durchzuführen. Die Expansionen und Kon-_ traktionen jeder Kajnmer treten stets in demselben Abschnitt

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des torischen Hohlraums .auf _f so daß die Lage der^! und Austrittsöffnungen bestimiat werden kann, weiche· geöffnet sind, wenn jede Kammer' gerade mit, dem. fraglichen Zylinder ab schnitt übereinstimmt;;. Es ist auch möglieh, die Lege der Zündkerzen oder Injektoren gemäß dem eingeschlagenen Zyklus einfach zu ermitteln,: und zwar in Übereinstimmung mit der Zahl der· Takte pro. Zyklus; und mit' der Zahl an Zjrklen pro Umdrehung.,

Bei Viertaktmotoren wird,, während in eine Kammer treibstoff zugeführt wird, in der anderen Kammer verbrärrat und,., wenn in der ersten Kammer komprimiert wird,- herrscht in. der zweiten Unterdruck. Bei Zweitaktmotoren arbeiten beide Kammern parallel. Während des Expansionstaktes muß das Paar Führungskolben (die mit dem Schwungrad verbunden sind) die Kraft,_: die durch die Reaktion entsteht, aufnehmen und auf das Schwungrad übertragen, während es verhindert werden muß, daß sich die angetriebenen, Kolben in dem Zylinder zurückbewegen» Während des Kompiiesslonstaktes; müssen die angetriebenen Kolben ihre Bewegung im. Verhältnis zu den FührungskoXben gegen den ^T' iderstand beschleunigen, der von der Mischung, die.· in der Kammer ist^ hervor- · gerufen wird,- Als Folge davon .und weil die angetriebenen Kolben mit einer Anordnung geringerer;. Trägheit verbunden sind,; hat das Paar der angetriebenen; Kolben, stets die Tendenz,,; im Verhältnis zu den Führungskolben seine Bewegung zu verlangsamen. Dieser' Effekt wird in einem Steuerfcasten. ausgenutzt, in dem zwei Paare von diametral entgegengesetzten Armen untergebracht sind, von denen, jedes Pasr^! , radial mit einem der gemannten koaclisialen; Wellen verbun-' den xst;,_: die die Arme unabhängig mit den beiden* Kolbenrpasren. verbinden. , ■

Da die aiigetriebenen Kolben dazu neigen,, ihre Bewegung im Verhältnis: zu den Führwiipskolben zu vorlongsamen_r .werden

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die Arme, die mit der zweiten Welle verbunden sind, versuchen, den Winkel zu verändern, den sie mit den Armen bilden, die mit der ersten Welle verbunden sind. Das freie Ende jedes. Armes ist mit einer Verbindungsstange verbunden, und das freie Ende jeder Verbindungsstange, die zu jedem Arm, der mit der zweiten Welle verbunden ist, paßt, ist wiederum mit dem freien Ende der Verbindungsstange verbunden, die zu einem der beiden Arme paßt, die mit der ersten Welle verbunden sind. So werden zwei Rhomboide mit drehbaren Vertices gebildet, die symmetrisch in bezug auf die Mittellinien der Wellen sind. Jedes, der genannten Rhomboide hat als Seiten einen Arm, der mit der ersten Welle verbunden ist, einen Arm, der mit der zweiten Welle verbunden ist, und zwei Verbindungsstangen. Besonders der äußere Vertex in jedem Rhomboid kann sich frei in eine Richtung bewegen, die von der Länge der Arme und Verbindungsstangen abhängig ist , und die als annähernd radial bezeichnet werden kann. Wenn das genannte Verbindungsstück zu einer Bewegung in die eine oder andere Richtung gezwungen wird, ändert sich der Winkel, der von den Armen, die mit der ersten Welle verbunden sind, und der, der von den Armen, die mit der zweiten Welle verbunden sind, und damit auch die relative Lage -der Kolben. Da der genannte Winkel die Tendenz hat, sich, während die Maschine läuft, in nur eine Richtung zu verändern, neigen auch die äußeren Verbindungen dazu, sich nur in eine Richtung zu verschieben. Dadurch, daß in den Weg der äußeren Verbindung ein geschlossenes FUhrungsprofil gebracht wird, ist es daher möglich, die Entfernung der genannten Verbindung von der Hittellinie der koachsialen Wellen und infolgedessen den Winkel zwisehen den Armen und dem relativen Lauf der zwei Kolbenpaare dauernd zu kontrollieren. Das genannte FUhrungsprofil kann in einem Lager bestehen, welches auf dem Bolzen jeder äußeren Verbindung befestigt ist, deren Verschiebung kontrolliert werden soll, und welches auf einer geschlossenen Zylinderspur laufen kann. Uc !;nnn auch aus einen Zahnrad bestehen, welches an dem-

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selben Bolzen befestigt ist und welches mit einem Zahnkranz kämmt. Die Parameter des einfachen Kreises sind in beiden Fällen gleich und so berechnet, daß das Volumen der Kammern dauernd kontrolliert werden kann. Die Arme, die mit dem Paar Führungskolben durch die erste Welle verbunden sind, sollten langer sein als die, die mit dem Paar angetriebener Kolben durch die zweite Welle verbunden sind, so daß die Resultierende der wirkenden Kräfte, die sie auf den äußeren Vertex des Rhomboids über die entsprechenden Verbindungsstangen ausüben, eine Richtung hat, die es erlaubt, daß das frei rotierende Clement entlang der Führungslinie sich nur. in der Richtung der Rotation dreht.

Dadurch, daß man auf den koachsialen Wellen einen Drehrichtungswandler zwischen dem torischen Hohlraum und dem Steuerlasten anbringt, ist es möglich, die Zahl der Zweitakt- und Viertaktz2^rklen, die für jede Umdrehung in den Kammern beschrieben sind, zu vervielfachen. In diesem Fall müssen so viele Zuleitungs- und Auspuffrohre geöffnet und so viele Zündkerzen oder Injektoren angebracht sein, wie vollständige Zyklen bei jeder Umdrehung der Kammern erfolgen. ·

Das Kammernpaar - "Gegenkammern" genannt - welches durch die angetriebenen Kolben an der Vorderseite und durch die Führungskolben an der Rückseite begrenzt wird, kann als Vorverdichtungs- oder ülrückfuhrpumpe verwendet v/erden. In diesem Fall werden die FrischluftZuführungen geöffnet, ebenso wie die Leitungen, die in geeigneter Weise die Gegenkc'ULiern mit den Kammern verbinden. Dieser Vorgang wird mittels eines Iiechanismus kontrolliert, welcher ein Ventil, Federn und eine nit Rrnpen versteifte Platte zur Kontrolle des üffnens und Schließen/3 der Ventile enthält. Die Drehbewegung wird von der ersten Welle auf die genannte Platte übertm.^en.

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Die Verbrennungskammern werden mittels konventioneller Ringe, die an dem Kolben befestigt werden, und einen Satz von drei runden Stoffbüchsenbrillenringen, die zwischen die beiden kolbentragenden Scheiben und zwischen diesen und dem Block eingesetzt sind, abgedichtet. Diese Ringe werden kräftig gegen die Scheiben gedrückt, so daß keine Gase in das Gehäuse mit der VJelle entweichen können.

Im folgenden v/erden drei erfindungsgemäße Ausführungsformen beschrieben, um die Grundzüge der Erfindung näher zu erläutern. Der Gegenstand der Erfindung wird dadurch in keiner Weise beschränkt. Es zeigen!

Fig. 1 einen durch die Symmetrieebene einer ersten Haschine verlaufenden Längsschnitt

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Haschine längs der Linie AA in tⁿig. 1

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Haschine längs der Linie BB in Fig. 1

Fig. 4 ein Detail aus Fig. 1, und zwar die Abdichtung des torisehen Hohlraums durch runde Dichtungsringe

Fig. ij einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung, der durch die S^nnmetrieachse geht und die Aufladevorrichtung einschließt

Fig. 6 einen Querschnitt längs jeder unterbrochenen Linie DD in Fig. 5

Fig. 7 einen Längsschnitt durch die Symmetrieebene eines Drehrichtungswandlers einer dritten Ausführungsform ■

Fig. 8 einen Querschnitt längs der Linie EE in Fig. 7.

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In den Figuren sind'gleiche Teile nit denselben Bezugsnummern versehen. ■ ■■·.-■-.

Alle Figuren zeigen einen ViertaJrbrotationsmotor,. der nach dem Ottp-Zjrklus arbeitet. Das verxfendete Kühlmittel' ist Luft, währ end als Treibstoff Gas-olin verwendet wird. Die Hilfsmechanismen sind dieselben, wie bei herkömmlichen Motoren: a) ein Treibstoffzuführungss3>· stern, welches aus einem Treibstofftank, einer Pumpe für den Treibstoff, einem Vergaser und einem Luftfilter besteht,

b) ein Zündsystem, welches aus einer Batterie, einer Zündspule, einem Verteiler und einer Zündkerze besteht, und

c) ein Schmiersystem, welches einen Schmierölbehälter,. einen Filter und eine Schmierölpumpe enthält.

Bei. der ersten. Ausführungsforin der Erfindung besteht der Motorblock aus zwei Blockhälften 1 und 2, die fest miteinander verbunden sind und zwischen sich einen torischen Hohlraum einschließen, in dem zwei Paare von Kolben 3 und 4 angeordnet sind. Der Block ist in zwei Blpckhälften geteilt, um die maschinelle- Herstellung des torischen Hohlraumes zu ermöglichen./An der Außenfläche des Blockes sind_ Kühlrippen eingebracht, um die Wärme zu verteilen, die durch den Kreislauf entsteht. An der Rückseite der Blpckhälfte 1 ist ein Deckel 5 befestigt, der ebenfalls Kühlrippen hat.

Die Blockhälfte 1 hat zwei Bohrungen 6 und 7, die den torischen Zylinder mit der Atmosphäre verbinden. Die erste Bohrung bildet die Zuleitung, die zweite die Auspuffleitung. .Weiter sind eine Aussparung für die Zündkerze 8 und eine Bohrung für eine Welle 9 vorgesehen. Alle Bohrungen gehen durch den Deckel 5. In der Blockhälfte 2 ninrat eine Bohrung die beiden koachsinlen Wellen 9 und 11 nuf, die jeweils mitteln kolbentragender Scheiben 60 und 61 nit den Kolbenpanfen in Fif;. '<:. verbunden sind, Eine Seitonfläche der

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kolbentragenden Scheiben bildet einen Teil des torischen Zylinders (Fig. 1). Zwischen den kolbentragenden Scheiben 60 und 61 und dem Block ist ein Satz Dichtungsringe 37, 38 und 39 eingesetzt, und zwischen den Kolben und dem Block befindet sich ein Satz Kolbenringe, deren Zweck es ist, die Verbrennungskammern abzudichten.

Die Welle 11 ist z.B. mittels JJut und Futter mit einer v/eiteren Welle 12 verbunden. Die Welle 12 erstreckt sich durch ein Gehäuse 13 mit einem Deckel 28. In dem genannten Gehäuse sind zwei 'radisle Arme 19 (Fig."1 und 3) angebracht, die mit der Welle 12 verbunden sind und sich diametral gegenüberstehen. An dem vorderen Ende der Welle 12 ist ein Schwungrad 26 angebracht. Gleichzeitig ist die Welle 9 über eine konische Kupplung und eine Schraube 27 mit einer weiteren Welle 10 verbunden. Die Welle 10 ist koachsial in der Welle 12 angeordnet und besitzt zwei radial entgegengesetzte Arme 23 (Fig. 3), die in demselben Gehäuse wie die Arme 19 angeordnet sind, und die durch zwei longitudinale Wüten in die Welle 12 ragen. Die Gesamtheit der koachsialen Wellen ist in einem Satz von Wälzlagern 29 - 35 gelagert.

Die Arme 19 (Fig. 1 und 3), die ein Paar bilden, tragen an ihren zueinander passenden freien Enden, mittels Bolzen 18 drehbar gelagert, Verbindungsstangen 15. Die Verbindungsstangen 15 sind ihrerseits drehbar mit einem weiteren Paar Verbindungsstangen 20 verbunden, und zwar mittels Bolzen 17, die an beiden Enden Lager 16 tragen. Die Verbindungsstangen 20 sind mittels weiterer Bolzen 21 (Fig. 3) mit den Armen 23 verbunden. Die Verbindungsstange 15 hat im Bereich ihrer Drehverbindung mit dem Arm 19 einen doppelten Kopf, ebenso wie die Verbindungsstange 20 im Bereich ihrer Verbindung mit der Stange 15 und wie der Arm 23 im Bereich seiner Verbindung mit der Verbindungsstange 20.

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Das Gehäuse 13 ist fest mit der Blockhalfte 2 durch Böigen verbunden, die in den Löchern 24 (Fig* 3) stecken« Eine äui3ere Führungsbahn 14 und eine weitere innere Führungsbahn 22 sind fest mit dem Lantel 13 verbunden, während eine äußere Führungsbahn 14' und eine innere Führungsbahn 22', die Führungsbahnen 14 und 22 entsprechen^ am Deckel 28 angebracht sind* Jedes der Lager 16 liegt gegen die ihm zugeordneten Bllhrungsbahnen 14 oder 14" und 22 oder 22' an.

Der Motor steht auf Füßen 25, die mit Federn 36 versehen sind, um unangenehme Vibrationen zu verhindern.

Die zweite Ausführungsform der Erfindung, enthält dieselben Bestandteile wie die erste; sie besitzt aber neue zusätzliche Teile, die im folgenden erwähnt werden, Und die es ermöglichen, den hotor aufzuladen: eine runde Scheibe 44 (Fig,5), die fest mit der ⁷JeIIe 12 verbunden ist und eine Reihe von Vorsprüngen 45 besitzt} ein Ventil 41 _t welches durch eine Feder 45 gegen seinen Sitz 40 gedrückt wird und welches die Luftzuführung 42 unterbricht\ und einen Auslaß 46, der mittels eines Ventils, welches durch eine Feder in seiner Lage gehalten wird, geschlossen wifd und welcher in die Bohrung 6 für die Ztifuhr des Treibstoffes mündet *

Die dritte Ausführungsforra besitzt ebenfalls dieselben Bestandteile wie die erste, sie enthält aber zusätzlich'. Teile, die dazu dienen, die Zahl an beschriebenen vollständigen Viertaktzyklen pro Kolbenumdrehung zu vervielfachen,

Iiittels einer konischen Kupplung ist ein Zahnkranz 51 auf der V/eile 9 befestigt, deren Verlängerung durch ein Lager 53 abgestützt wird. Dieses Lager 53 ist an einem Träger befestigt, und der Kopf eines Bolzens 52, der achsial in die

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Welle 9 geschraubt ist, dient als Si.tz für daß Lager 53. Andererseits ist ein Zahnrad 50 durch eine Scheibe Und Bolzen 63 fest mit der Welle 11 befestigt, -während ein Lager 58 zwisehen dem genannten Zahnrad 50 und der Welle 9 angeordnet ist. Der Zahnkranz 51 bev/egt einen Zahnkrsnz 48, v/elcher auf der "felle 9' sitzt, die koachsiäl z\tf Welle 11' angeordnet ist, die ihrerseits direkt nn ihren hinteren Ende einen Zahnkranz 49 trägt, welcher mit dem Zahnrad 50 klimmt. Die Welle 11' ruht mit ihrem hinteren Ende in einem Lager 54, das seinerseits in einem runden Vorsprung sitzt, der zu diesem Zweck am Gehäuse 13 vorgesehen ist, während die Welle 9' in einem Lager 56 fuht, das im Träger 57 sitzt. Uin Lager 55 ist zwischen die koachsialen Wellen 9' und 11· engeordnet, damit die Anordnung gut ausgerichtet bleibt.

Der Motor arbeitet vrie folgtί Im torischen Hohlraum bewegen sich das Kolbenpaar 3 - im folgenden "Führungskolben" genannt - und das Kolbenpaar 4 - im folgenden "angetriebene Kolben" genannt. Jede der beiden Verbrennungskammern (A und B, Fig. 2) wird vorne durch einen FUhrungskolben und hinten durch einen angetriebenen Kolben begrenzt*

Die Verbrennungskammern verändern innerhalb del töriächen Hohlraums infolge der Verschiebung der Kolben ihre Löge· Die Führungskolben 3 sind über die Wellen 11 und 12 an däfi Schwungrad 26 des Motors gekoppelt, so daß diten Bewegung annähernd einheitlich erfolgt. Das gilt nicht für die angetriebenen Kolben 4, die den FUhrungSkolben folgen» wobei sie beständig ihre relative Lage zu diesen ändern*

Da die Pührungskolben 3 fest über die Wellen 11 und 12 mit den Armen 19 und die angetriebenen Kolben h über die Wellen 9 und 10 mit den Armen 23 verbunden sind, wird die relative Lage der genannten Kolben zueinander durch das Gehäuse 13 gesteuert, das im folgenden "SteuörkaStan¹· genannt wird, und

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zwar durch die Relativstellung der Arne 19 und 23 zueinander. Diese -Arme sind mittels der Verbindungsstangen 1ü und 20 und der Bolzen 17,18 und 21 gelenkig miteinander verbunden. Durch die Veränderung des Anständes des Bolzens 17 von der Sjnnmetrieachse des Motors wird der Winkel, den die Arme 19 und 23 miteinander bilden, und infolgedessen . die relative Lage der Bolzen zueinander im torischen Hohlraum verändert.

Die Arme 23 - im folgenden die "angetriebenen Arme" genannt die indirekt mit den angetriebenen Kolben 4 verbunden sind, sind so mit der Welle 10 gekoppelt, daß sie dem Paar von Armen 19 - im folgenden "Führungsarme" genannt - voranseilen, die indirekt mit den Führungskolben 3 verbunden sind.

Obwohl" also die relative Lage der Führungskolben und der angetriebenen Kolben zueinander der der Arme,19 und 23 entspricht, ist doch aufgrund der oben geschilderten mechanischen Anordnung der Winkel der Arme zue inander umso kleiner, je größer die Entfernung zwischen den Kolben ist und umgekehrt.

Die Führungsarme 19 neigen dazu, ihre Bewegung beizubehalten, weil sie durch die hohle Welle 12 mit dem Schwungrad 26 verbunden sind. Auf der anderen Seite streben die Arme 23 dauernd danach, ihren Winkel zu den Führungsarmen 19 zu verkleinern, weil die angetriebenen Kolben 4 'die Tendenz haben, die Entfernung zwischen sich und den Führungskolben 3 zu vergrößern. Das liegt an.folgendem: a) Während eines Taktes, bei dem in der einen Kammer Kompression stattfindet, wird in der anderen gespült, so daß das Paar angetriebener Kolben 4 auf Widerstand gegen eine relative Vorwärtsbewegung hinsichtlich der Führungskolben 3 trifft; b) während des nächsten Taktes wird in der einen Kammer verbrannt, während in der anderen Einlaß stattfindet, so daß das Paar der angetriebenen Kolben zu einer Verlangsamung im Verhältnis zu d-3m Paar Führungskolben gezwungen wird; c) zusätzlich zu οon angegebenen Gründen sind die angetriebenen Kolben 4 "c::t rri; oiner Kombination geringerer Trägheit verbunden

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als die Führungskolben 3, weshalb die ersten dazu neigen, ihren Lauf relativ zu dem zweiten zu verlangsamen.

Infolgedessen üben die angetriebenen Arme 23, die wesentlich kürzer als die Führungsarme 19 sind, über die Verbindungsstangen 20 und die Bolzen 17 eine Kraft auf die Lager 16 aus, die annähernd senkrecht zur Führungsbahn 14 wirkt, und die für eine ständige Anlage sorgt. Andererseits üben die FUhrungsarme 19, die wesentlich langer als die angetriebenen Arme 23 sind, über die Verbindungsstange 15 und den Bolzen 17 auf das Lager 16 einen Druck aus, der das genannte Lager 16 dazu zwingt, sich in dieselbe Drehrichtung auf der Führungsbahn 14 zu bewegen wie die Kolben. Ilit anderen Worten: Die relativen Längen 'der Arme und Verbindungsstangen sind so, daß die Resultierende der Kraft, die auf die äußere Verbindungsstelle, nämlich den Bolzen 17, wirkt, in zwei Kräfte zerlegt werden kann, von denen eine senkrecht auf die Führungsbahn 14 wirkt, so daß das Lager 16 darauf gedrückt wird, und die andere tangential zu der genannten Führungsbahn wirkt und in die Richtung geht, in der sich der Motor dreht. So unterdrückt die Reaktion der Führungsbahn die Neigung der angetriebenen Kolben, ihre Geschwindigkeit im Vergleich zu den Führungskolben zu verringern.

Die Konfiguration der Führungsbahnen 14 und 14' gestattet es, den Winkel, den die Arme miteinender bilden, und damit auch das Volumen in der Verbrennungskammer zu kontrollieren. Wenn die Verbindungen, die durch die Bolzen 17 gebildet werden, den entsprechenden Abschnitten der Führungsbahnen 14 oder 14' gegenüberstehen, deren Abstand zu der Symmetrieachse des Motors minimal ist, soll der Winkel zwischen den Armen maximal und somit das Volumen in.der Verbrennungskaramer minimal sein. Wenn umgekehrt dieselben Verbindungen dem Abschnitt derselben Führungsbalinen gegenüberstehen, deren Abstand zu der Symmetrieachse des Motors maximal ist, soll der Winkel zwischen den Armen minimal und entsprechend das Volumen in den Verbrennungskammern maximal sein.

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Beide-Kammern beginnen und beendigen jeden der vier Takte an einer vorgegebenen Stelle des torischen Hohlraums, je nachdem, wie die Bohrungen 6 und 7 und die Zündkerzen 8 · angeordnet sind.

Es ist möglich, das maximale Volumen der Verbrennungskammern zu verändern, indem man einfach die Führungsbahnen oder 14' gegen andere austauscht, die andere Abmessungen haben, oder indem man die Längenverhältnisse"der Arme und der Verbindungsstangen verändert.

Um sicherzustellen, daß die Steuerung in geeigneter Weise arbeitet, können die Führungsbahnen 14 und 14' die Form von Zahnkränzen erhalten. Die von Rollen gebildeten Lager 16 werden in einem solchen Fall durch Zahnräder ersetzt, die mit den Zahnkränzen kämmen.

Wenn der Motor anhält, verschwindet die Kraft, die die Lager 16 gegen die Führungsbahnen 14 und 14^! drückt, so daß sich die Lager von diesen lösen können. Um diese Möglichkeit auszuschließen, ist ein Satz von inneren Führungsbahnen 22 und 22' vorgesehen.

Die Luftdichtigkeit der Verbrennungskammern wird durch einen Satz von Ringen erreicht, die an jedem Kolben befestigt sind, und durch einen Satz Dichtungsringe 37,38 und 39, die an den jeweiligen Hohlräumen in dem Block und in der kolbentragenden Scheibe 61 angebracht sind. Die Ringe werden durch Federn gegen die Scheiben 60 und 61 gedrückt.

Die verschiedenen Teile, die mit den Führungskolben 4 in Verbindung stehen, v/enäen aus leichten Legierungen hergestellt, um die Trägheit der Anordnung zu verringern.

Vie oben angegeben, liegen die Verbrennungskammern A und B (Fig. 6) zwischen jedem Führungskolben 3, an der Vorderseite,

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und jedem angetriebenen Kolben 4 an der Rückseite. Es gibt jedoch noch ein zweites Paar von Kammern, C und D (Fig. 6), die zwischen der Vorderseite jedes FUhrungskolbens 4 und der Rückseite jedes angetriebenen Kolbens 3 liegen, die ihr Volumen genau entgegengesetzt wie die Haupt- oder Verbrennungskammern verändern. Die Kammern C und D werden im folgenden "Gegenkammern¹¹ genannt. Der beschriebene Umstand wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung genutzt, um die Hauptkanimern zu spülen oder aufzuladen. In den Pig. 5 und 6, die der zweiten Ausführungsform der Erfindung entsprechen, wird gezeigt, wie der Motor aufgeladen wird. Wenn in der Hauptkammer A gespült (Sektor <*», Fig. 6) und in der Kammer B komprimiert wird (Sektor Jf), vergrößern die Gegenkammern ihre Volumenkapazität. Dieser Effekt wird dazu benutzt, um frische Luft aus der Atmosphäre durch die Zuleitung 42 (Fig. 5) anzusaugen. Normalerweise. ist diese Leitung durch ein Ventil 41 verschlossen, welches durch die Kraft einer Feder 43 gegen seinen Sitz 40 gedrückt wird.

Das Öffnen des Ventils wird mittels einer Scheibe 44 reguliert, die fest mit der YJelle 12 verbunden ist und Vor Sprünge 45 besitzt, die auf das Ventil gegen die Kraft der Feder 43 einwirken.

Während des Z3^klus der Zuleitung in Kammer A (Sektor ß) und der Verbrennung in Kammer B (Sektor S ) nimmt die Volumenkapazität in der Gegenkammer D ab. Vfährend dieser Periode wird mit Hilfe einer Auslaßleitung 46, die in die Bohrung 6 mündet, Luft, die aus der Gegenkammer D vertrieben wird, dazu verwendet, die Hauptkammer aufzuladen. In der Leitung 46 ist ebenfalls ein Ventil, welches - ähnlich dem Ventil 41 ebenfalls mit einer Feder versehen ist und welches durch die Scheibe 44 betätigt wird.

Wie gezeigt vorden ist, vollführt jede der Hauptkammern, einen Zyklus, d.h. 4 Takte, bei einer Umdrehung im torischen Zylinder,

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Gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, die Zahl der Zyklen pro Umdrehung zu erhöhen, indem man einen Drehrichtungswandler zwischen die Kolben und den Steuerkasten einbaut. Die Fig." 7 und 8 zeigen, wie dies bewerkstelligt wird« Die übrigen Komponenten und Teile des Motors sind dieselben wie in der ersten Ausführimgsform. Sin Zahnrad 5Ö, fest verbunden mit der Führungsachse 11 kämmt mit dem Zahnkranz 49, welcher fest mit der Welle 11· verbunden und koachsial zur weiteren Welle 9' verläuft. Ein weiterer Zahnkranz 51» fest verbunden mit der angetriebenen Welle 9» kämmt mit einem zweiten Zahnkranz 48, welcher fest mit der inneren Welle 9^f verbunden und koachsial zur Welle 11' verläuft. Die Wellen 9' und 11' ragen in den Steuerkasten, der identisch ist mit dem früher beschriebenen, mit der Ausnahme, daß die Führungsarme jetzt nit der inneren Welle 11' und die angetriebenen Arme 23 hier mit äußeren Welle 9' verbunden sind, weil die Welle, die mit den Führungskolben verbunden ist, nicht mehr die äußere WeIIe₉ sondern jetzt, hinter dem Steuerkasten, die innere ist, und weil umgekehrt die Welle, die mit den angetriebenen Kolben verbunden ist, nicht mehr die innere sondern die äußere Welle geworden ist.

Die I^ger 53,54,55,56 und 58 dienen als Stützen für die Wellen, die in den Wandlerkasten reichen. Die Lager 53 und 56 werden durch den Träger 57 in ihrer Lage gehalten. Der Kopf des Bolzens 52 dient als Sitz für·das Lager 53.

Das Übersetzungsverhältnis zwischen den Zalinrädern 50 Lind 51 und den Zahnkränzen 48 und 49 ist ein Vielfaches von 2, so daß der Steuermechanismus für jede Umdrehung der Kolben eine ganze Zahl von vollständigen Zyklen bewirkt.

In dem Zylinder kreisförmigen Querschnitts sollen so viele Zündkerzen und Zuführ- und Auspuff leitungen sein, wie durch dan Multiplikationsverhältnis zwischen den Zalinrädern 50 und 51 und den Zahnkränzen 4fJ und 49 angezeigt v/erden.

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SAD ORIGINAL

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Mit dieser Vorrichtung wird der Steuermechanismus bei jeder Umdrehung der Kolben so viele Zyklen vollenden, wie von dem Übersetzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern und den Zahnkränzen angezeigt werden. Im torischen Hohlraum wird so dieselbe Zahl von Viertaktzyklen durchgeführt. Dies führt zu einem gleichmäßigeren Lauf und erhöht die Kraft, die von dem Motor bei gleicher Umdrehungszahl abgegeben wird.

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Claims (1)

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   / 1J Rotationskorbenmevsehine, dadurch β e k e η η ζ ei e h net, dai3 sie einen Block (1,2) enthält, der einen torischen Hohlraum besitzt, in dem vier Kolben (k und 3)? die in eine einzige Drehriehtung verpchiebbar angeferaßht sind, diameütral paarweifie mit k.o!beitragenden iS'aheiben (60,61) verbunden ßind, die ihrerseits mit zwei k-oae.hsialen und unabhängigen T/ellen (9,10" ynd 11,12) verbunden sind, von denen jede z^/ei radiale AiPme (19_?2_3) besitzt, dig sich diametral gegenüberstehen und die in einem Gehäuse gebraeht sind und an ihr@n 'Ijildgn ?erbindupgs§tang§n 20) tragen, di© Jeweils mit^inandgr mittels dungseleiientes verbunelSii ii-nd_? das sieh in einer im. sentliehen radialen- Eiehtung in b©2ug auf die I'/ellen. bewegen kann ynd di© mit wenigstens ©in@-r ir©i. df §h baren YQr-riohtung (16) auss§statt§t ist, &i@ dau/srnd geg§n wenigstens eine gasehlpssene FUhrujnggbahin (14) anliegt, dif sioh in §iner Ibsne befindet, d.ie s©n|Er@§ht zu d#n to" aehsialen Wellen steht und.die fegt mit der eine.s Gehäuses (13) verbunden sind_f das am ist, -

   2, Maschine gemäß Anspruch 1, dadurch g § | e η η ε § i' § | net, daß der thermodynamisch© Zyklus in überstehenden Kauptkammer-n A Ulid B stattfindgtj, die Kainmern gehören, die im tori sehen Hohlr-aum von dgn gebildet werden, wobei die Kolben (Jj) an der Vorder-ggite ein Paar von Hauptkammern begrenzen und durch dip ihngn zu.« ■ geordnete kolbentrag§nde Scheibe (61) und die Wellep (11,12) mit eine'm Schwungkraftrad (26) verbunden sind.

   3» Maschine gemäß Anspruch 1, dadur-eh gekennz§igh net, daß zwecks Verbindung des. torischen Hohrpaujiiiis mit der Umgebung des Blocks Bohrungen (6,7) vorgep.ehe.n sind, v§n denen diejenigen (6), die der ireibstoffgufuhi' difnen, in

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   wenigstens einem der Sektoren, in denen die Hauptksmmern sich ausdehnen, angebracht sind, und diejenigen, die für die Ableitiang der Verbrennungsgase vorgesehen sind (7) in wenigstens einem der Vektoren, in denen in den Hauptkammern eine Kompression stattfindet, angebracht sindj und daß gegebenenfalls eine Zündkerze (8) in wenigstens einem Sektor angebracht ist, in dem in den Hauptkammern eine Expansion erfolgt.

   4. !Maschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der torisehe Hohlraum durch die Kolben tragenden Scheiben (60, 61) abgeschlossen und mit wenigstens drei Dichtungsringen 07»38 und 39)versehen ist, die in Kontakt mit den genannten kolbentragenden Scheitten (6O,61) stehen.

   5, Rotationskolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Block (1,2) enthält, der einen torischen Hohlraum begrenzt, in dem vier Kolben (4_f3), die in eine einzige Drehrichtung verschiebbar angebracht sind, diametral paarweise mit kolbentragenden Scheiben (60,61) verbunden sind, die ihrerseits mit zwei koachsialen und unabhängigen Wellen (9,1Q und 11,12) verbunden sind, von denen jede zwei radiale Arme (I9_t23) besitzt, die eich diametral gegenüberstehen und die in einem Gehäuse untergebracht sind und an ihren Enden Verbindungsstangen (15»20) tragen, die jeweils mittels eine»_:Verbindungselementeβ (17) miteinander verbunden sind, das sich in einer ii» wesent-

   liehen radialen Richtung in liezug ^au^ die koaohpielen Wellen bewegen kann und mit wenigstens einem frei drehbaren Organ (16) ausgestattet ist, das dauernd gegen wenigstens eine geschlossene BHhrungsbahn (14) anliegt, die sich auf einer Ebene befindet, die senkrecht zu den koachsialen Wellen steht und die fest mit der Innenseite eines GeMuses (13) verbunden sind, das am Block befestigt ist j wobei der therjno-

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   dynamische Zyklus in zwei sich gegenüberliegenden Hauptkanmern A und B stattfindet, die zu den vier Kammern gehören, die in dem torischen Hohlraum von den Kolben gebildet werden, wobei die Kolben (3) an der Vorderseite ein Paar von Hauptkammern begrenzen, die durch die ihnen zugeordnete: kolbentragende Scheibe (61) und die Wellen 11, 12 mit einem Schwungrad (26) verbunden sind, wobei weiter der torische Hohlraum von den die Kolben tragenden Scheiben (60 und 61) abgeschlossen und mit wenigstens drei Dichtungsringen (37,38 und 39) versehen ist, die in Kontakt mit den genannten kolbentragenden Scheiben (6O,61) stehen, und wobei das frei drehbare Organ ein Lager (16) oder ein Zahnrad und die geschlossene Führungsbahn (14) für das genamte frei drehbare Organ eine Zylinderfläche bzw. ein Zahnkranz ist.

   6. Maschine gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß sie zwecks Verbindung des torisehen Hohlraumes mit der Umgebung Öffnungen (6,7) besitzt, von denen diejenigen, die für die Treibstoffzufuhr vorgesehen sind (6), wenigstens in einem der Sektoren}, in denen die Hauptkammern sich ausdehnen, angebracht sind, und diejenigen, die für die Ableitung der Verbrennungsgase vorgesehen sind (7) in wenigstens einem der Sektoren, in denen die Hauptkammern komprimiert werden, angebracht sind, und daß gegebenenfalls eine Treibstoffzündvorrichtung in wenigstens einem Sektor angebracht ist, in dem sich die Hauptkammern expandieren.

   7. Rotationskolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Block (1,2) aufweist, der einen torisehen Hohlraum besitzt, in dem Vier Kolben (4,3), in in eine einzige Drehrichtung verschiebbar angebracht sind, diametral paarweise mit Scheiben (60,61) verbunden sind, die die Kolben tragen, die bei ihrer Drehbewegung um das SymmetrieZentrum des Hohlraumes vier Kammern variablen Volumens bilden,, von

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   denen zwei sich gegenüberliegende Hauptkammern A und B zur Durchführung eines thermodynamisehen Zyklus dienen, wobei die kolbentragende Scheibe (61), cn der die Kolben (3) befestigt sind, die die Vorderseite der genannten Hauptkammern begrenzen, rait einer ersten Welle (11,12) verbunden sind, deren Mittellinie senkrecht zu dem Hohlraum steht und dies en an seinem Symmetriezentrum schneidet und die mit einem Schwungrad (26) versehen ist, .während die kolbentragende Scheibe (6o),an der die Kolben (4) befestigt sind, die die Rückseite der Hauptkammern A und B begrenzen, mit einer zweiten Welle (9»10) verbunden ist, die koachsinl zur ersten ¹JeIIe (11,12) angeordnet ist; und wobei die erste Welle (11,12) und die zweite Welle (9,10) ein Paar von sich diametral gegenüberstehenden Armen (19 bzw. 23) tragen, die in einer Ebene liegen, die parallel zu der liegt, die den torischen Hohlraum definiert und Innerhalb des Gehäuses liegt, und deren freie Enden mit wenigstens einer Verbindungsstange (15,20) verknüpft und andererseits durch ein Verbindungselement (17) verbunden sind, so daß zwei sich gegenüberliegende Rhomtri.de gebildet werden, die verbundene Vertices haben, die symmetrisch in Bezug auf die Mittellinien der koachsialen Wellen angeordnet sind, und von denen jedes aus.wenigstens zwei Verbindungsstangen (i5_f20), einem Arm (19), der mit der ersten Vieile (11,12) verbunden ist, einem Arm (23), der mit der zweiten Uelle (9,10) verbunden ist, und drei Verbindungseleraenten (17,18,21) gebildet wird, von denen sich das äußere Verbindungselement (17) frei bewegen kann in eine Richtung, die von den Längen der Elemente abhängt, die die Seiten des Rhomboids bilden, und welches Verbindungselement - wenn es gezwungen wird, sich in eine vorgegebene Richtung zu verschieben - das Rhomboid verformt, so daß sich der Winkel ändert, der von den Armen (19), die mit der ersten Welle (11,12) verbunden sind, und den Armen (23) gebildet wird, die mit der zweiten Welle (9, 10) verbunden sind, wodurch die Kolben zu einer Veränderung ihrer relativen Lage gezwungen werden; wobei das genannte äußere Verbindungselement ('17) mit wenigstens einen frei

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   drehbaren Element versehen ist, welches dauernd auf wenigstens einer geschlossenen Führungsbahn (14) lagert und rollt, weJL die hinteren Kolben (4) in den Hauptkammern A und B stets die Neigung haben, sich im Vergleich zu den vorderen Kolben (3) zu verlangsamen, was entweder darauf zurückzuführen ist, daß die ersteren mit einer Anordnung geringerer Trägheit verbunden sind, oder weil in einer der Hauptkammern Kompression oder Verbrennung des Treibstoffes stattfindet, so· daß die Arme (23), die mit der zweiten Welle (9,10) verbunden sind, versuchen, den Winkel immer in dieselbe Richtung zu verändern, den sie mit den Armen (19) bilden, die an der ersten Welle (11,12) sind, was zur Folge hat, daß beide Paare der Arme (19,23) auf die äußeren Verbindungselemente (17) über die Verbindungsstangen (15,20) ein- ■ wirken, worin die Resultante der genannten Kräfte in zwei Kräfte zerlegt werden kann, von denen die erste senkrecht auf die Führungsbahn (14) wirkt - in die Richtung, daß das frei drehbare ISlement immer auf der genannten Linie lagert - und von denen die zweite Kraft tangential ist - in die Richtung einer Verschiebung der Kolben - vorausgesetzt, daß die relativen Längen der Arme (19,23) und der Verbindungsstangen (15,20) für diesen Effekt^eignet dimensioniert sind; wobei die geschlossene Führungsbahn in einer Ebene senkrecht zu den koachsialen Wellen liegt und fest mit der Innenseite des genannten Gehäuses (13) verbunden ist, was dazu führt, daß die Entfernung zwischen dem äußeren Verbindungselement (17) und der Mittellinie der koachsialen Wellen und entsprechend das Volumen der Kammern durch den Mechanismus der Verbindungsstangen und Arme kontrolliert werden kann, und weiter dadurch gekennzeichnet, daß er Vorrichtungen (51,48 und 50,49) besitzt, mit denen die Umdrehungen verändert v/erden können und die an den beiden koachsialen Vollen (9,10 und 11,12) befestigt sind und diese parallel

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   dazwischen verschieben, wobei deren Parallelität erhalten bleibt, und die weiter zwischen dem Hohlraum kreisförmigen Querschnitts und den Gehäuse, wo der Mechanismus untergebracht ist, der die Volumenänderung der Kammern kontrolliert, eingesetzt sind, um die Zahl der vollständigen Viertaktzyklen, die bei jeder Umdrehung der Kammern vollführt werden, für jeden Zyklus des genannten Kontrollmechanismus zu vervielfachen.

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   8. Rotationskolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Block (1,2) aufweist, der einen torischen Hohlraum besitzt, in dem vier Kolben (4,3), die in eine einzige Drehrichtung verschiebbar angebracht sind, diametral paarweise mit Scheiben (60,61) verbunden sind, die die Kolben tragen, die bei ihrer Drehbewegung um das SymmetrieZentrum des Hohlraumes vier Kammern variablen Volumens bilden, von denen zwei sich gegenüberliegende Hauptkammern A und B zur Durchführung eines thermodynamischeii Zyklus dienen, wobei die kolbentragende Scheibe (61), an der die Kolben (3) befestigt sind, die die Vorderseite der genannten Hauptkammern begrenzen, mit einer ersten Welle (11, 12) verbunden sind, deren Mittellinie senkrecht zu dem Hohlraum steht und diesen an seinem Symmetriezentrum schneidet und die mit einem Schwungrad (26) versehen ist, während die kolbentragende Scheibe (60), an der die Kolben (4) befestigt sind, die die Rückseite der Hauptkammern A und B begrenzen, mit einer zweiten Welle (9»10) verbunden ist, die koachsial zur ersten Welle (11,12) angeordnet istj und wobei die erste Welle (11,12) und die zweite Welle (9,10) ein Paar von sich diametral gegenüberstehenden Armen (19 bzw. 23) tragen, die in einer Ebene liegen, die parallel zu der liegt, die den torischen Hohlraum definiert und innerhalb des Gehäuses liegt, und deren freie Enden mit wenigstens einer Verbindungsstange (15,20) verknüpft und andererseits durch ein Verbindungselement (17) verbunden sind, so daß zwei sich gegenüberliegende Ilhomboide gebildet werden, die

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   verbundene'Vertices haben, die symmetrisch in Bezug auf die Mittellinien der koachsialen ¥ellen angeordnet sind, und von denen ^edes aus wenigstens zwei Verbindungsstangen (15,20), einem Arm (19), der mit der ersten TJeHe (11,12) verbunden ist, einem Arm· (23), der mit der zweiten TiIeIIe (9,10) verbunden ist, und drei Verbindungselementen (17, 18,21) gebildet wird, von denen sich das äußere Verbindungselement (17) frei bewegen kann in «ine Richtung, die von den Längen der Elemente abhängtj die die Seiten des Rhomboids bilden, und welches Verbindungselement - wenn es gezwungen wird, sich in eine vorgegebene Richtung zu verschieToen das Rhomboid verformt, so daß sich der !iinkel ändert,* der von den Armen (19), die mit der ersten !Felle (11,12) verbunden sind, und den Armen (23) gebildet wird, die mit.der zweiten Welle (9,10) verbunden_r sind, wodurch die Kolben zu einer Veränderung ihrer relativen Lage gezwungen -werden; wobei das genannte äußere Verbindungselement (17) mit wenigstens einem frei drehbaren Element versehen ist, welches dauernd auf wenigstens einer geschlossenen Führungsbahn (14) lagert und rollt, weil die hinteren Kolben (4) in den Hauptkaimnern A und B stets die Keigung haben,, sich im Vergleich zu den · vorderen Kolben (5) zu verlangsamen, was entweder darauf zurückzuführen ist, daß die ersteren mit einer Anordnung geringerer Trägheit verbunden sind, oder weil in einer der Hauptkaramern Kompression oder Verbrennung des Treibstoffes stattfindet, so daß die Arme (23), die mit der zweiten ¥elle (9,10) verbunden sind, versuchen, den Trinke! immer in die-

   selbe Richtung zu verändern, den sie mit den ArEE η (19) bilden, die en der ersten ¥elle (11,12) sind, was zur Folge hat, dpß beide Paare der Arme (19,23) auf die äußeren Verbindungselemente (17) über die Verbindungsstangen (15,20). einwirken, worin die Resultante der genannten Kräfte in zwei Kräfte zerlegt werden kann, von denen die erste senkrecht rTuf die i^uhruiigsbahn (14) wirkt - in die Richtung, df3ß das frei drehbare Element immer auf der genannten Linie lr:f--ert - und von denen die zweite Kraft tangential ist - λη οίο ii-'chtung einer Verschiebung der Kolben - vorausgerxtzt, (i; Ii die rc JL' ti von Längen der Arme (19·, 23) und der

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   Verbindunr-ε stangen (M),2.0) für dieron Lffekt geeignet cinensionier-t, sind; wobei die fcschlonsene Führungsbahn in einer Ebene senkrecht su den .rorchsiden V/ellen lief't ViV\ fest ;nit· der Innenseite des rxiiannten Gehäuses (11") verbunden ist, v/r ε dazu führt, d?G die ]3ntiernunc zwischen den äußeren Verbindungselement (T/)-und der Mittellinie der koachsialen Y.'ellen und entsprechend dar. Volunen der Kammern durch den Lechanis; ius der Verbindungsstellen .und Arne kontrolliert werden kann, und wobei die zwei repenüberliegendeii i.ie.^enknmmern ds Lade'oder Spülpunpe vci¹-wendet werden und in dem Block Leitungen für die Zufulir frischer Luft aus der Atmosphäre und für die übertragung von komprimierter Luft in die Ilauptkaftmern in dem entsprechenden Vektor des torischen Hohlrouris, vorhanden shd , welche beiden Leitungen mittels Ventilen (41) und Federn (43) und einer nit iiip;oen versbeii'ten ücheibe (hh) zur Ventilkontrolle, die mit der ersten .Teile verbunden ist, kontrolliert werdei).

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