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Österreichische PATENTSCHRIFT N"17447.
ALBERTBUTININPARIS.
KraftmaschinemitkreisendemKolben.
Die Erfindung betrifft eine durch irgend ein Druckmittel, z. B. Dampf, Luft, Wasser oder ein explosives Gemisch angetriebene Maschine, die auch als Pumpe dienen kann, ohne irgend welche Abänderungen erleiden zu müssen. Das wesentliche Merkmal der Erfudung besteht in der Anordnung zweier Scheiben, deren Ebenen sich schneiden und welche durch die verschiedenen Lagen, die sie zueinander einnehmen, innerhalb einer Kugel Räume von verschiedenem Volumen erzeugen.
In den Zeichnungen stellen die Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen der Scheibenanordnung dar ; die Fig. 3,4 und 5 zeigen eine Ausfuhrungsform als Dampfmaschine, wobei Fig. 3 ein Schnitt durch das Kugelgehäuse nach der Linie A-B der Fig. 5 und Fig. 4 ein Schnitt nach der Linie C-D der Fig. 3 ist ; die Fig. 6 und 7 zeigen die Anwendung der vorliegenden Einrichtung auf eine Pumpe und Fig. 8 auf eine Explosions-
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zur Hälfte als Pumpe dient ; Fig. 10 stottt eine mit Expansion arbeitende Kraftmaschine dar und Fig. 11 zeigt eine schematische Darstellung für eine Anordnung, bei der sich die eine Scheibe um eine Achse dreht, die die Scheihencbene unter einem beliebigen Winkel schneidet.
Fig. 1 zeigt einen einfachen Fall der Scheibenanordnung. In einer durch die Kreislinie m angedeuteten Kugel sind durch deren Mittelpunkt zwei Scheiben a und f gelegt, welche sich in einer Linie g, h schneiden. Die eine der beiden Scheiben n sei nun so angeordnet, dass ihr nur eine Drehung in ihrer eigenen Ebene um die in ihrem Mittel- punkte auf ihr senkrecht stehende Achse x, x möglich ist. Die andere Scheibe f sei so gelagert. dass sie eine Drehung um ihre Achse c, d ausführen kann. Die beiden Scheiben
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Die Schnittlinie g, h der beiden Scheiben dreht sich dabei in der Pfeilrichtung in der
Ebene a, Die vier Volumina sind einander gleich, sobald g, h mit der Geraden b, b zu- sammenfallt. Uei weiterer Drehung der Scheibe f werden die Volumina i, k noch weiter ) vergrössert, und l, n verkleinert. Nach einer Drehung der Scheibe f um 180 ist wieder die Lage der Scheiben nach Fig. 1 eingetreten und sind hiebei die Volumina i, k an die
Stelle der früheren n und l getreten. Diese Änderung der Volumina wiederholt sich nun bei weiterer Drehung in entsprechender Weise.
In folgendem sei die Wirkungsweise der vorliegenden Einrichtung bei einer Kraftmaschine beschrieben (Fig. 3,4, 5 und 10). Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, befindet sich die der Drehachse c, in Fig. 1 entsprechende Achse y, y, z. 11. in der Ebene der der
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Sinne des Pfeiles 1 um die Achse x, x, die auf ihr senkrecht steht.
Betrachtet man den oberen, über der Schnittlinie e, f der beiden Schneiben c, d @ und a, b liegenden Teil der Scheibe c, d, d. h. ihren in der oberen Kugolhälfte liegenden
Teil, so sieht man, dass der Kreissektor c, o, c bedeutend kleiner ist, als der Kreissektor c,
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eingeschlossen wird, so wird der Dampf die Scheibe (), d um ihre Achse y, y im Sinne des Pfeiles 2 zu drehen suchen, da die von der Scheibe e, d der Einwirkung des Dampfes dargebotenen ObcrHächen auf beiden Seiten der Achse y, y ungleich sind.
Die Scheibe c, d wird bei ihrer Drehung in der Richtung des Pfeiles 2 die Scheibe a, b mitnehmen, welche
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ist das Volumen des oben erwähnten Kugelabschnittes e, c, g, f, a angewachsen und ist nun gleich e, c, g, f. b. Nach einer DI'ehung um 3600 bat der Kugelabschnitt sein ursprungliches Volumen wieder angenommen.
Die Einströmöffnung für das Druckmittel liegt in der Kugelwandung. Die Lage der Öffnung lässt sich nach Fig. 1 näher bestimmen ; die Einströmöffnung muss so liegen, dass, wenn die Scheiben die in Fig. 1 gezeichnete Stellung haben, also die Volumina i, k am kleinsten, l, n am grössten sind, die Einströmöffnung von dem Rande der Scheibe f völlig verdeckt wird. Bei einer geringen Drehung der Scheibe 'beginnt die Einströmung des Druckmittels. Die Ausströmöffnung wird gleichfalls so angeordnet, dass der Rand der Scheibe f sie bei Stellung in Fig. 1 deckt, muss jedoch der Einströmöffnung gegenüberliegen.
Die Anordnung der Ein- und Ausströmöffnungen ist beispielsweise in Fig. 1 durch
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strömende Druckmittel ruft eine Drehung der Scheibe c, d in der oben bezeichneten Richtung hervor, während der in dem Abschnitt e, c, g, j : b eingeschlossene Dampf durch Öffnung h entweichen kann. Es entsteht also eine fortgesetzte Drehung, die vermittelst der Achse y, y übertragen werden kann. Noch besser hiezu eignet sich die als Riemen- scheibe, Zahnrad oder dgl. ausgebildete Scheibe a, b. Zur Überwindung des toten Punktes, d. h. wenn die beiden Sektoren e, o, c und f, o, c einander gleich sind, können Vorrichtungen bekannter Art Anwendung finden.
Selbstverständlich vollziehen sich die eben erörterten Vorgänge in der unteren Kugelhälfte k in gleicher Weise, jedoch ist der Dampf-
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Unter diesen Umständen wird die Maschine mit voller Füllung arbeiten, d. h. der Dampf strömt solange in den Arbeitssektor, bis der Dampf durch den Auspuff entweichen kann.
Um nun eine Expansion des Druckmittels zu erzielen, kann man irgend eine von der Achse y, y abhängige Vorrichtung anwenden, die auf ein ausserhalb des Gehäuses angeordnetes Verteilungsorgan für das Druckmittel einwirkt. Man kann auch, wie in den Fig. 5 und 10 angedeutet ist, auf der Scheibe c, d oder o, b einen in der Bewegungsrichtung voreilenden Lappen l anordnen, welcher die Einlassöffnung verschliesst, bevor der Dampf aus dem Arbeitssektor auspufft. Der Lappen muss an einer solchen Stelle des Scheibenumfanges angeordnet werden, dass er durch die andere Scheibe während der Bewegung nicht gehindert wird. An Stelle des Dampfes kann, wie eingangs erwähnt, auch ein anderes Druckmittel, wie Druckluft, Wasser unter Druck u dgl. treten.
Wenn die Maschine als Pumpe arbeiten soll, wird die Öffnung i mit dem Saugrohre, die Öffnung" mit dem Druckrohre in Verbindung gesetzt. Man könnte auch, um die Scheiben a, bund c, d in Drehung zu versetzen, die Achse der Scheibe c, d mittelst Zahnrädern p, q antreiben (Fig. G) oder mittelst jedes anderen hiezu geeigneten Getriebes.
Es könnte ebenso auch der äussere Umfang der Scheibe a, b verzahnt sein (Fig. 7) und flies durch ein Zahnrad r angetreiben oder eine Riemenübertragung u. s. w. angewendet werden, ohne dass dadurch das Wesen der Erfindung geändert würde.
Ein grosser Vorteil der vorliegenden Einrichtung besteht darin, dass in demselben Gehäuse ein Teil der Vorrichtung als Kraftmaschine, der andere als Pumpe verwendet werden kann ; z. ! !. kann die Halbkugel 4 (Fig. 9) als Kraftmaschine, die Halbkugel 5 dagegen als Pumpe dienen. Auf der Halbkugel 4 sind dann die Einlass- und Austritts- Öffnungen für das Druckmittel und auf der Halbkugel 5 die Saug-und DrucköSnungen angeordnet.
Die vorliegende Maschine kann auch ohne irgend welche Abänderung und durch Hinzufügung einer Verbindungsleitung als Explosionskraftmaschine Verwendung finden.
Fig. 8 zeigt in schematischer Darstellung eine derartige Einrichtung. Es treten in diesem Falle vier Kugelabschnitte in Tätigkeit, u zw. bildet z. B. Abschnitt 6 den ansaugraum,
7 den Kompressionsraum, 8 den Explosionsraum und. 9 den Auspuffraum. Die Zuführung des Gemisches erfolgt bei 10, der Auspuff der Verbrennungsgase bei 11. Selbstverständlich müssen dia Abschnitte 7 und 8 durch eine Rohrleitung 12 miteinander verbunden sein.
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banden, so dass die Masse des anzuwendenden Schwungrades bedeutend verringert und die Geschwindigkeit der Maschine beliebig verändert werden können.
Die Anordnung der beiden Scheiben a und f in Fig. 1 kann auch derart getroffen werden, dass die Scheibe f sich um eine andere Achse, als um die in ihrer Ebene liegende c, d dreht, z. H. um eine Achse y, y, welche die Ebene unter einem beliebigen Winkel ss schneidet (s. Fig. 11). Der Durchmesser c, d der Scheibe f wird dann einen Doppelkreiskegel beschreiben, dessen Achse y, y ist, und der die Scheibe a in den beiden Erzeugenden t, t'und und)', r'schneidet. In diesem Falle führt die Scheibe a keine volle, sondern nur eine oszillierende Drehung aus, so zwar, dass die Schnittlinie g, h der beiden Scheiben in den Grenzen zwischen beiden Erzeugenden t, t'und 1', r'hin und her schwingt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kraftmaschine mit kreisendem Kolben, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern eines Kugelgehäuses zwei unter einem Winkel von beliebiger Grösse zueinander stehende kreisförmige Scheiben (a, b) und (c, d) angeordnet sind, von denen die erste um die in ihrem Mittelpunkt auf sie senkrecht stehende Achse (x, x) rotiert, bezw. oszilliert, während sich die Scheibe (c, d) um eine in ihrer Ebene liegende, bezw. zu dieser unter einem beliebigen Winkel geneigte und durch den Scheibenmittelpunkt gehende Achse (y, y) dreht, wobei die Scheibe (a, b) mit einem Schlitz für den Durchgang der anderen Scheibe (c, d) versehen ist.