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Vorrichtung zur Erzeugung motorischer Kraft durch Ausdehnen und Zusammenziehen einer tropfbaren Flüssigkeit.
Es sind Kraftmaschine bekannt, bei denen eine einem Temperaturwechsel unterworfene Flüssigkeit einen Kolben hin und her bewegt. Diese Bewegung des Kolbens wird in eine umlaufende Bewegung umgewandelt, wobei die Flüssigkeit, deren Volumenveränderungen die motorische Kraft erzeugen, einen vollkommen geschlossenen Kreislauf durchläuft. Die Arbeitskammer, in der die Flüssigkeit erhitzt wird, ist hiebei zunächst abgeschlossen, hierauf zum Nachströmen der die erwärmte verdrängenden kalten Flüssigkeit, die wieder erhitzt und ausgestossen wird, geöffnet. Dieser Vorgang wiederholt sich periodisch und selbsttätig ; der Kreislauf der Flüssigkeit erfolgt im TakLe des Motors.
Erfindungsgemäss wirkt nun die Flüssigkeit, welche dem Temperaturwechsel unterworfen wird, auf ein Organ, durch dessen Bewegung eine Flüssigkeitsmasse verschoben wird, die den Druck auf ein zweites Organ überträgt, das eine zweite Flüssigkeitsmasse verdrängt, welche den Arbeitskolben in hin und her gehende Bewegung versetzt. Diese Bewegung kann nun in die umlaufende der Motorwelle umgewandelt werden. Die Anordnung der beiden Organe und Flüssigkeitsmassen bezweckt, den anfänglichen, durch die Ausdehnung bewirkten Hub zu vergrössern.
Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel des Motors nach der Erfindung wirkt die sich abwechselnd ausdehnende und zusammenziehende Flüssigkeit auf einen Tauchkolben, der mit einem doppeltwirkenden Differentialkolben mittelbar oder unmittelbar verbunden sein kann. Der mittlere Teil des Differentialkolbens hat kleineren Durchmesser und ist von einem mit Flüssigkeit erfiillten Ringraum umgeben, mit dem ein weiterer Raum verbunden ist, der einen Zwischenkolben und jene Flüssigkeit enthält, die auf den Arbeitskolben wirkt. Beide Stirnflächen des Kolbens weisen hiebei gleiche Arbeitsflächen auf, die erhalten werden, indem der Flächeninhalt der Stirnseite, an der sich der Tauchkolben befindet, gleich der Fläche der andern Stirnseite vermehrt um den Querschnitt des Tauchkolbens ist. Die Flüssigkeit kann durch einen Kanal von einer Kolbenseite zur andern strömen.
Die Zeichnung veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung.
In einem Körper a aus widerstandsfähigem Material ist die Arbeitskammer b vorgesehen. Der Körper a kann mittels einer ihn umgebenden Heizvorrichtung aI, z. B. unter Verwendung von elektrischem Strom, erhitzt werden. Die Arbeitskammer b enthält Arbeitsflüssigkeit und kann an ihren Enden durch
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die unter Zwischenschaltung eines Behälters r und einer Rohrleitung miteinander verbunden sind. In die Arbeitskammer b mündet ein Kanal, in dem sich der Tauchkolben d bewegt, welcher seine Bewegung auf einen doppelt wirkenden Differentialkolben e überträgt, der drei Teile verschiedenen Durchmessers aufweist. Der mittlere Kolbenteil hat kleineren Durchmesser.
Die der Arbeitskammer zugekehrte Stirn- fläche 11 des Kolbens ist gleich der Summe der Flächen der gegenüberliegenden Kolbenseite und der Querschnittsfläche des Tauchkolbens d. Dadurch haben beide Kolbenstirnseiten j, s gleiche Arbeitsfläche für die Arbeitsflüssigkeit in dem Raume, in dem sich die beiden Kolbenteile mit grösserem Durchmesser vollkommen dicht bewegen. Die auf der Seite f1 befindliche Flüssigkeit, kann durch einen Kanal 9 zur Seite a überströmen und umgekehrt.
Der mittlere Kolbenteil eist von einem Ringraum h umgeben, der an einer Seite von einem Vorsprung der Zylinderwand begrenzt wird. Dieser Raum ist auch mit Flüssigkeit gefüllt und mit einem zylindrischen
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und geht in einen Zylinder kleineren Durchmessers über, in dem sich der Arbeitskolben j befindet. Dieser ist mit der Kurbelstange k verbunden, die mittels der Kurbel I die Motorwelle m treibt.
Bei der Arbeit des Motors nach der Erfindung sind die Abschlussorgane n, zunächst geschlossen.
Die in der Arbeitskammer b enthaltene Flüssigkeit dehnt sich unter der Einwirkung der Heizvorrichtung aus. Die Volumsvergrösserung der Flüssigkeit in der Kammer b bewirkt, dass der Tauchkolben d und mit ihm der Kolben e bewegt wird. Der stärkere Kolbenteil drückt auf die Flüssigkeit im Raum h.
Gleichzeitig strömt Flüssigkeit durch den Kanal g von der einen Kolbenseite auf die andere und gleicht so den Druck auf beiden Kolbenseiten aus. Die aus dem Raum h verdrängte Flüssigkeit verschiebt den Kolben i, der jene Flüssigkeit verdrängt, welche den die Welle m treibenden Arbeitskolben j bewegt.
Nun öffnen sich die von der Motorwelle m gesteuerten Abschlussorgane n, w, der Arbeitskammer b sebsttätig und die Pumpe p fördert kalte Flüssigkeit in die Arbeitskammer. Die in der Arbeitskammer b vorhandene heisse Flüssigkeit wird dadurch in den Kühler q gedrückt. Gleichzeitig erfolgt die Rück- bewegung der Kolben in ihre Anfangstellung. Hierauf schliessen sich die Abschlussorgane n, n, wieder. Die Flüssigkeit in der Arbeitskammer b wird erhitzt und der Vorgang wiederholt sich. Der Arbeitskolben j führt daher eine hin und her gehende Bewegung aus, die in die umlaufende Bewegung der Motorwelle umgewandelt wird.
Um besseren Gang, Vermeidung der Totpunkte und einen Massenausgleich der Maschine zu erzielen, ist es vorteilhaft mehrere Motoreneinheiten derart zu vereinigen, dass sie eine gemeinsame Welle derart antreiben, dass die Flüssigkeit sich in einem Motor ausdehnt, während sie sich im andern zusammenzieht.
Als Arbeitsflüssigkeit kann bekanntlich ein Mineral-oder organisches Öl, Quecksilber, Wasser u. dgl. verwendet werden.
Der Tauchkolben d, auf den die Flüssigkeit in der Arbeitskammer b wirkt, muss nicht mit dem Kolben e verbunden sein. In diesem Falle wirkt der Tauchkolben d auf die Flüssigkeit, die sich zwischen ihm und dem Kolben e befindet und den Druck auf den Kolben überträgt. Die Heizvorrichtung d des Körpers a kann vom motorischen Teil getrennt angeordnet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Erzeugung motorischer Kraft durch Ausdehnen und Zusammenziehen einer tropfbaren Flüssigkeit in geschlossenem Kreislauf, wobei die Arbeitsleistung in einer abwechselnd geschlossenen und geöffneten Kammer erfolgt, in der die Flüssigkeit erhitzt und hierauf durch nachströmende kalte Flüssigkeit verdrängt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsflüssigkeit auf ein Organ wirkt, durch dessen Bewegung eine Flüssigkeitsmasse verschoben wird, die den Druck auf ein zweites Organ überträgt, das eine zweite Flüssigkeitsmasse verdrängt, die einem Arbeit aufnehmenden Kolben eine dann in eine Drehbewegung umgewandelte, hin und her gehende Bewegung erteilt, deren Hub wesentlich grösser ist, als der ursprünglich, durch die Ausdehnung der Flüssigkeit bewirkte Hub.