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Gewichtskraftmaschine.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gewiehtskraftmasehine, die aus einem im wesentlichen lotrechten Arbeitszylinder besteht, dessen Kolben an einem um eine Trommel oder Seilscheibe laufenden Seil befestigt ist und als Tragorgan für die Gewichtsmasse dient, die am Ende des Arbeitshubes abgesetzt wird. Der Kolben ist dabei mit einer während dessen Rückbewegung unwirksamen Dichtung versehen, so dass die Reibung zwischen Zylinderwand und Kolben während dessen Rückführung aufgehoben ist.
Die Erfindung bezweckt eine solche Ausgestaltung des Kolbens und des Arbeitszylinders der beschriebenen Maschine, durch die eine rasehe und verlässliche Entleerung der auf dem Arbeitskolben lastenden Gewichtsmasse durch die Vorrichtung nach unten bewerkstelligt werden kann.
Gemäss der Erfindung wird dies in der Weise erreicht, dass der als Tragorgan für die Gewichtsmasse dienende Kolben und der Boden des Arbeitszylinders der Vorrichtung mit je einer Öffnung versehen sind, die durch ein Ventil, eine Klappe od. dgl. mit Hilfe einer Verriegelungsvorrichtung für gewöhnlich verschlossen gehalten wird und am Ende des Arbeitshubes bei Annäherung des Kolbens an den Zylinderboden durch eine selbsttätige oder von Hand erfolgende Auslösung der Verriegelung durch das Abschlussorgan, das sieh dabei unter dem Druck der darüber lastenden Gewichtsmasse öffnet, freigegeben wird, so dass die Gewichtsmasse durch den Kolben und den Zylinder nach unten durchfällt.
Die in dieser Weise ausgestaltete Gewichtskraftmaschine eignet sich insbesondere zur Verwendung als Hebewerk zum Fördern von Flüssigkeiten aus Wasserspeichern, Seen u. dgl., in welchem Falle der Arbeitszylinder zweckmässig in der zu hebenden Flüssigkeit angeordnet wird, so dass nach der Entladung der Gewichtsmasse die von unten in den geöffneten Arbeitszylinder eintretende Flüssigkeit zum Hochheben des Arbeitskolbens herangezogen werden kann.
Einen weiteren Teil der Erfindung bildet die besondere Ausgestaltung des Kolbens zum Zwecke der Ermöglichung einer möglichst reibungsfreien Rückführung des Kolbens in die Anfangslage.
In den Zeichnungen ist eine Reihe von Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt im Schnitt die Maschine zum Verdichten oder Fördern von Flüssigkeiten oder Gasen ; Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ausführung, bei der statt einer festen Gewichtsmasse eine flüssige verwendet
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der in Rede stehenden Art, mit der Wasser gehoben werden kann ; die Fig. 5 und 6 zeigen Schnitte durch den Kolben der Maschine. In den Fig. 1-3 ist auch die jeweils unterste Lage des beweglichen Teiles der Maschine dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Maschine gemäss der Erfindung, bei der das als Gewiehtsmasse zur Verwendung gelangende Material mittels eines Wagens 1 zugeführt und auf eine Fläche. 2 entladen wird, von wo es in einen Behälter 3 gelangt, der auf dem Kolben 11 aufsitzt. Der in dem Arbeitszylinder 10 spielende Kolben ist an einem Seil 4 befestigt, das auf einer um eine Welle 6 drehbaren Trommel oder Seilscheibe 5 aufgewickelt ist. Die in dem Raum 12 unter dem Kolben 11 enthaltene Flüssigkeit oder das Gas wird verdichtet und zur Nutzbarmachung dem Rohr 13 entnommen, das mit einem selbsttätigen Rückschlagventil versehen ist. Der Boden des Eimers oder Behälters. 3 besitzt eine Öffnung ; ebenso ist der Kolben 11 mit einer Öffnung 14 versehen, die durch eine Klappe 15 verschliessbar ist.
Die Klappe wird von einem Riegel 16 in Verschlussstellung gehalten, der einen besonders geformten verlängerten Arm 17 hat. Wenn der Kolben eine bestimmte Stellung gegenüber dem Boden M des Zylinders erreicht hat, wird der Arm 17 des Riegels 16 gegen den Widerstand einer (nicht gezeichneten) Feder ausgelöst, die dazu dient, den Riegel geschlossen zu halten, wobei der Zapfen 19 verdreht wird, so dass sich die Klappe 15 unter dem
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Druck der darüber befindlichen Masse öffnet und die Gewichtsmasse nach unten fällt.
Der Arm 17 besitzt eine solche Länge, dass bei der in Fig. 1 dargestellten untersten Stellung des Kolbens derselbe die Mündung des Rohres 13 schliesst. Der Boden 18 des Zylinders besitzt eine Öffnung 20, die durch eine Klappe 21 geschlossen ist, die von Hand von oben oder selbsttätig von dem Kolben 11 geöffnet wird, wenn sieh die Klappe 15 öffnet. Auf diese Weise kann die in dem Behälter 3 enthaltene Masse aus diesem durch den Zylinder nach unten entleert werden.
Fig. 2 zeigt eine Maschine, ähnlich der in Fig. 2 dargestellten, bei der jedoch als Gewichtsmasse
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einem Anschlag 26 festgehalten wird, während sich der andere Teil des Kolbens unter dem Druck der darüber befindlichen Flüssigkeit weiter nach unten bewegt. Die Verbindung zwischen diesen beiden Teilen des Kolbens wird durch in entsprechenden Führungen des Kolbens 11 angeordnete Stangen 23 des Ventiltellers 22 hergestellt, der durch Federn 25, die sich gegen Bunde 24 der Stangen 23 stützen, auf seinen Sitz im Kolben gedrückt wird. Die im Behälter 3 enthaltene Flüssigkeit kann bei offenem Ventil aus diesem in den Zylinder überfliessen, an den ein Abflussrohr 27 mit einem Absperrorgan 28 für den Abfluss der Flüssigkeit angeschlossen ist.
Das Absperrorgan kann von oben von Hand oder selbsttätig durch den Kolben bewegt werden, wenn dieser eine bestinmmte Lage gegenüber dem Boden des Zylinders erreicht.
Fig. 3 zeigt eine der in Fig. 2 dargestellten ähnliche Maschine, bei der ein grösserer Druck des Wassers auf den Kolben erzielt werden kann. Zu diesem Zweck wird der ganze Raum über dem Kolben 11 mit Wasser gefüllt. Ausserdem ist auf dem Deckel 29 des Zylinders ein Rohr 30 von entsprechender Länge angebracht, das oben in einen Einfülltrichter 31 endigt. Der Druck des Wassers auf den Kolben am Ende seines Hubes entspricht dann der Höhe A"der Wassersäule.
Fig. 4 zeigt eine Maschine zum Heben von Flüssigkeiten. Der Zylinder 10, der unterhalb des Spiegels der zu hebenden Flüssigkeit 32 in geeigneter Weise angeordnet ist, besitzt einen Kolben 11 von der in Fig. 1 dargestellten Art mit einem Arm 17. Über dem Kolben ist ein Behälter 3 angeordnet, der gemeinsam mit dem Kolben an dem Seil 4 hängt, das auf die auf der Welle 6 gelagerte Seilscheibe 5 aufgewickelt ist. Der Zylinder ist mittels eines Rohrstutzens 33 an eine mit einem Absperrorgan 34 versehene Steigleitung 35 angeschlossen. Der Boden 18 des Zylinders ist um ein Scharnier 36 drehbar und mit einem Arm 37 versehen, der mittels einer Zugvorrichtung 40 von oben'betätigt werden kann.
Der Boden des Zylinders wird durch einen unter der Wirkung einer Feder stehenden Riegel 38 in seiner waagrechten Lage erhalten und kann durch eine Zugvorrichtung 39 von oben von dem Zylinderboden abgezogen werden, wobei die Feder des Riegels 38 gespannt wird.
Soll nun das in dem Zylinderraum 12 befindliche Wasser gehoben werden, so wird der Behälter 3 mit der Gewichtsmasse gefüllt und das Absperrorgan 34 geöffnet, so dass der Kolben 11 sinkt und das in dem Raum 12 enthaltene Wasser in das Rohr 35 drückt. Ist der Kolben am Ende seines Hubes angelangt, so wird das Organ 34 geschlossen, während das Ventil des Kolbens durch das Auftreffen des Armes 17
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Boden 18 unter dem Druck der in dem Behälter 3 enthaltenen Masse in der Richtung des Pfeiles gedreht und die Gewichtsmasse aus dem Behälter durch den Kolben nach unten entladen wird, wobei die Teile 18 und 37 die strichpunktiert dargestellten Lagen einnehmen.
Sobald das Material entladen ist, schliesst sich das Ventil des Kolbens 11 unter dem Druck des darunter befindliehen Wassers, während der Kolben mit dem Behälter von der in den leeren Zylinderraum unterhalb des Kolbens eintretenden Flüssigkeit nach oben gestossen wird. Ist das Gleichgewicht zwischen dem Druck des Wassers und dem
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Damit der Kolben während seines Heruntersinkens möglichst dicht an den Zylinder anschliesst, anderseits beim Emporsteigen des Zylinders die Reibung zwischen Kolben und Zylinderinnenwand möglichst gering ist, wird der Kolben mit einer elastischen Dichtung 40 (Fig. 5,6) versehen, die unter dem Druck der Flüssigkeit 41 (Fig. 5) oberhalb des Kolbens 11 oder unter der Wirkung der Klappe 42 (Fig. 6), falls eine feste Gewiehtsmasse verwendet wird, in der Richtung des Pfeiles nach aussen gedrückt wird, während die Dichtung beim Heben des Zylinders unter der Wirkung der Feder 43 und in Fig.
6 bei Einwärtsbewegung des Teiles 44 in die zum Pfeil entgegengesetzte Richtung verstellt und von der Innenwand des Zylinders abgelöst wird, so dass beim Anheben des Kolbens keine Reibung auftritt.
Die im vorstehenden beschriebenen Ausführungen gestatten natürlich eine Reihe von Abänderungen im Rahmen der Erfindung. So kann z. B. der Kolben des Arbeitszylinders auch bei fester Masse unmittelbar an dem Seil der Maschine aufgehängt sein, wobei die Gewichtsmasse unmittelbar auf den Kolben des
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angeschlossen werden, in denen gegebenenfalls auch Kolben spielen, die bei Einwirkung der Gewichtsmasse auf den Arbeitskolben, z. B. unter Vermittlung einer Flüssigkeit, bewegt werden und hiebei das in den
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langen Rohr versehen sein. das zur Aufnahme des auf den Kolben drückenden Wassers dient, wodurch ein bedeutender Druck erzielt werden kann.
Ferner kann die Maschine zur Übertragung der beim Sinken der Gewichtsmasse gewonnenen Arbeit noch derart ausgestaltet werden, dass die der Trommel
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Arbeitsmaschine übermittelt wird.
Die dargestellten Maschinen können bei entsprechender Ausbildung an den verschiedensten Orten zur Aufstellung gelangen. Das Sinken der Gewichtsmasse kann auch längs geneigten Ebenen erfolgen, in welchem Falle eine entsprechende Gleitbahn für den die Masse aufnehmenden Behälter od. dgl. vorgesehen werden muss. Schliesslich wird die Maschine mit Vorteil an Wasserläufen oder in diesen selbst zum Heben von Wasser aufgestellt werden können. In letzterem Falle ruht die Maschine auf einer schwimmenden Unterlage oder auf einem Gerüst, das auf dem Grunde des Wassers befestigt ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Gewichtskraftmaschine mit einem im wesentlichen lotreehten Arbeitszylinder, dessen Kolben an einem um eine Trommel oder Seilseheibe laufenden Seil befestigt ist und als Tragorgan für die Gewichtsmasse dient die am Ende des Arbeitshubes abgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (11) eine Öffnung besitzt, die durch ein Ventil, eine Klappe od. dgl. verschliessbar ist, welches Organ bei Annäherung des Kolbens an den Zylinderboden durch einen Anschlag an diesem geöffnet wird.