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Kraftmaschine mit nach einer mittleren Engelzone geformtem Gehäuse.
Die nach der Erfindung gebaute Maschine besitzt einen um die Achse der Kugelzone, d. i. die Wellenachse, drehbaren Flügel von im wesentlichen dreieckigem Querschnitt. Eine Seite dieses Dreieckes gleitet auf der einen ebenen Deckelfläche der Kugelzone, die zweite entsprechend der Kugelfläche gekrümmte Seite gleitet auf dieser Fläche und gegen die dritte Seite legt sieh ständig die andere ebene Deckelfläche der Kugelzone an, welche Deckelfläche bei der Drehung des Flügels eine schwingende Bewegung ausführt. Der Rand dieses Deckels ist dabei gegen die Kugl'lfläche abgedichtet. Wirkt nun ein Druckmittel (Pressluft ; Wasser, Dampf usw.) auf den Flügel, so entsteht ein Überdruck an einem Teil seiner Fläche, der den Flügel in Drehung versetzt.
In der Zeichnung stellt Fig. 1 einen lotrechten Schnitt nach der Mittelachse A-A der Fig. 2 der Maschine dar, die im vorliegenden Falle aus zwei gleichen Teilmaschinen zusammengesetzt ist ; Fig. 2 ist ein wagrechter Schnitt nach der Achse B-B der Fig. 1 und Fig. 3 ein zum erstgenannten Schnitte senkrecht liegender, nach der lotrechten Achse C-C der Fig. 2 ; Fig. 4 zeigt den Arbeitsflügel.
In den Arbeitszylinder 1 dreht sich der Flügel 2, der eine dreieckige Querschnittsform besitzt. Der nach einer Kugelzone geformte Zylinder 1 ist einerseits durch eine aufgeschraubte Deckelfläche 3, in der sich die Steuerkanäle 4. und 5 für die Zuführung und den Auslass des Treibmittels befinden, anderseits durch eine der Schräge des Flügels angepasste Deckfläche 6 dicht verschlossen. Diese Fläche ist nicht fest, sondern vollführt gemäss der Drehbewegung des Flügels eine schwingende Bewegung. Bedingt ist diese Schwingung des Deckels 6, wie erwähnt, durch die Drehung des Flügels 2 um die Achse 7, wobei die schräge Kante 8 um den Fixpunkt 9 eine Schwingung ausführt.
Diese Schwingungen muss der Deckel 6 so mitmachen, dass er trotz der Bewegung den Innenraum des Zylinders vollkommen dicht abschliesst. Aus diesem Grunde sind am Rande der Deckfläche 6 Dichtungsnuten 10 eingearbeitet. Der Arbeitsnlügel selbst dichtet gleichfalls überall dicht ab. Durch die Drehung des Flügels wird auch die Welle 7 in Drehbewegung versetzt.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Maschine ist diese aus zwei in ihrer Arbeitsphase gegeneinander versetzten, aber sonst ganz gleichgebauten und gleichachsig liegenden Einzelmaschinen zusammengesetzt. Die Ebene C-C stellt die Symmetrieebene dar. Von diesen beiden Maschinen kann jede für sich als Einzelmaschine arbeiten und es soll die Kombination nur einen besseren Massenausgleich bewirken. Es ist daher auch das Getriebe, dessen Zweck später beschrieben wird, gleichfalls aus zwei gleichen Teilgetrieben zusammengesetzt. Der Kombination gemeinsam ist lediglich die Welle 7, die mit Rücksicht auf die besondere Art des ganzen Getriebes die dargestellte gekröpfte Form hat.
Diese Welle ist einmal stumpfwinkelig abgebogen und im Scheitel dieses stumpfen Winkels liegt die Kugel 9. Während der eine Schenkel bei 12 aus dem Zylinder ragt und das Zahnrad 13 trägt, ist der zweite Schenkel starr mit einer kreisförmigen Scheibe so verbunden, dass diese Scheibe mittels der Welle in Drehung versetzt wird. Im vorliegenden Fall sind die beiden Wellen mit ihren Enden diametral gegenüberliegend an der Scheibe befestigt.
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Wie bereits beschrieben, führt der Flügel eine Drehbewegung aus, die die Deckfläche 6 in eine schwingende Bewegung versetzt. Da das Treibmittel im Zylinder unter einer Pressung steht, wirkt dieser Druck auf alle Begrenzungsflächen des umgebenden Raumes gleich stark.
Eine Folge davon ist, dass der Druck die Abdeckfläche ss, die lose im Gehäuse sitzt, nach auswärts drückt. Da jedoch nur eine Hälfte von innen einen Druck erhält, wird sie mit der zweiten Hälfte in den Raum Ri (Fig. 2) gepresst, da diese Hälfte des Zylinderraumes nicht unter Druck steht. Durch dieses Verhalten der Deckfläche ist naturgemäss der Arbeitsflügel in seiner Drehung erheblich behindert. Es muss der Druck des Treibmittels auch diesen Gegendruck überwinden und dies bedeutet einen Verlust an Arbeitsleistung, die den Gesamtwirkungsgrad der Maschine erheblich herabsetzen würde. Diesem Übel abzuhelfen und sogar diesen Überdruck der Fläche 6 noch nutzbar verwerten soll das Getriebe 11.
Die Deckfläche 6, deren Schwingungsmittelpunkt das Kugelgelenk. 9 ist, ist mit der Hohl-
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Kugelgelenk 9 mit der Scheibe 6 staubdicht zu verbinden, ist auf den Deckel 6 eine Deckplatte 16 aufgeschraubt, in der auch die Welle 15 mit einem konischen Ansatze gelagert ist.
Das gegenüberliegende kugelförmige Ende dieser Welle ist im Schneckenrade 17 gelagert.
Das Rad 17 überträgl mittels der Schnecke 19 (Fig. 3) die drehende Bewegung der Scheibe 24 auf die Kegelräder 18 und diese drehen ihrerseits wieder das im Gehäuse mittels der Kugellager 25 gelagerte Stirnräderpaar 20, das mittels der aussen liegenden Räder 21 und einer Übersetzung das Rad 2. 3 antreibt. Das Rad 17 ist ausserdem mit einem Zahnkranz 23 versehen, der sich auf dem im festen Gehäuse ruhenden Zahnkranze 22 abrollt. Die Lager für die Schnecke 19 und die Kegelräder 18 sind auf der Scheibe 14 befestigt.
Da der Flügel 2 durch die hemmende Pressung der Deckfläche 6 einen Kraftverlust erleidet und die Fläche 6 der Bewegung des Flügels um eine geringe Zeit nacheilt, entsteht ein kleiner Geschwindigkeilsunterschied zwischen den beiden bewegten Teilen. Dieser Unterschied würde aber der Bewegung des Flügels entgegenwirken. Durch das beschriebene Getriebe soll dieser Geschwindigkeitsunterschied insofern nutzbar verwertet werden, als das Getriebe die hemmende Bewegung in ihrer Richtung umkehren soll, so dass sie im gleichen Sinne wie jene des Flügels selbst auf die Welle 7 wirkt.
Die Umkehrung erfolgt mittels des Schneckengetriebes 17 bzw. 19 und im weiteren Verlaufe mittels der Kegelräder 18 bzw. deren Gegenräder 20, die wieder über das Rad 21 mit dem Rad 13 in Verbindung stehen, so dass der Kreis geschlossen ist. Es soll daher das Getriebe ein Mittel sein, um den im Flügel auftretenden Kraftverlust auszugleichen bzw. nutzbringend zu verwerten.
Um die Verluste des Getriebes selbst auf das kleinstmögliche Mass herabzudrücken, läuft es zur Gänze in Öl und auf Kugellagern.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kraftmaschine mit nach einer mittleren Kugelzone geformtem Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Treibmittel beaufschlagter, sich um die Achse (Welle 7) der Kugelzone drehender Flügel (2) von im wesentlichen dreieckigem Querschnitt derart angeordnet ist. dass die eine Seite des Dreieckes auf der einen ebenen, die Kugelzone abschliessenden Deckelplatte (3),. die zweite entsprechend der Kugelfläche gekrümmte Seite auf dieser Fläche gleitet und dass gegen die dritte Dreieckseite sich stets die andere die Kugelzone abschliessende Deckelplatte (6) anlegt, deren Rand gegen die Kugelfläche abdichtet und die bei der Drehung des Flügels eine schwingende Bewegung vollführt.