DE102011107174A1

DE102011107174A1 - Verfahren zur Umwandlung der Druckkraft des Arbeitsmittels in das Drehmoment und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens

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Publication number: DE102011107174A1
Application number: DE201110107174
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-07-13
Filing date: 2011-07-13
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2031-07-14
Also published as: DE102011107174B4

Abstract

Das Verfahren ist für Hubkolbenkraftmaschinen bestimmt und besteht darin, dass man anstelle des Kurbelgetriebes die inkompressible Arbeitsflüssigkeit verwendet. Die Druckkraft des Arbeitsmittels (Verbrennungsgase, Dampf) wird zuerst an den im Arbeitszylinder (1) beweglichen Kolben (2) und dann an den Hydraulikkolben (3), der mit dem Kolben (2) durch die Kolbenstange (52) fest verbunden ist und der in dem Hydraulikzylinder (5) angeordnet ist, übertragen. Dabei wird die Arbeitsflüssigkeit (16), die sich im Hydraulikzylinder (5) momentan befindet, über das Rückschlagventil (13) oder (15) in die Druckleitung (8) mittels des Hydraulikkolbens (3) gepresst und wird in den Rotationshydraulikmotor (9) eingespeist. Hier versetzt sie den Rotor z. B. des Flügelzellenmotors oder der Turbine und entsprechend die Ausgangswelle oder das Pumpenrad der Strömungskupplung in Drehung. Danach strömt die verbrauchte Arbeitsflüssigkeit (16) zum Vorratsbehälter (11) zurück. Gleichzeitig strömt die Arbeitsflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter (11) durch die Ansaugleitung (10) in anderen Teil des Hydraulikzylinders (5) infolge des Unterdrucks in ihm.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren sowie Vorrichtungen zur Umwandelung der Druckkraft des Arbeitsmittels in der Hubkolbenkraftmaschine (des Dampfes in der Kolbendampfmaschine, der Verbrennungsgase in der Verbrennungskraftmaschine oder der Druckluft in der Druckluftkraftmaschine) in das Drehmoment.
Im bekannten Verfahren zur Umwandelung der Druckkraft des Arbeitsmittels in den Arbeitszylindern in das Drehmoment wird das Kurbelgetriebe verwendet. In diesem Verfahren wird die Energie des Arbeitsmittels durch die Druckwirkung auf den im Zylinder beweglichen Kolben und weiter vom Kolben durch den Pleuel an die Kurbelwelle übertragen. So wird die Druckkraft des Arbeitsmittels in das Drehmoment umgewandelt.
Die Konstruktion des Kurbelgetriebes ist außerordentlich kompliziert und nicht fertigungsgerecht. Es besteht aus der grossen Zahl der beweglichen Details, hat viele Reibungsflächen, großes Gewicht und benötigt auch des Kurbelgehäuses.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, solches Verfahren zu schaffen, welches ohne das Kurbelgetriebe auszukommen ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass man zur Umwandelung der Druckkraft des Arbeitsmittels in das Drehmoment die inkompressible Flüssigkeit verwendet.
Das angebotene Verfahren wird von der Zeichnung erklärt, auf der die konstruktiven Schemen der Vorrichtungen, die das Verfahren realisieren, vorgestellt sind.
1 ist das Schema einer Dampfkraftmaschine der Doppeltwirkung mit dem Hydraulikzylinder der Doppeltwirkung
2 ist das Schema einer Dampfkraftmaschine mit hydraulischem Steuermechanismus
3 ist dieselbe Dampfkraftmaschine aber mit zwei lufthydraulischen Zylindern
4 zeigt den Viertaktverbrennungsmotor mit zwei Arbeitszylindern der Doppeltwirkung
5 zeigt schematisch den Zweitaktverbrennungsmotor
6 zeigt den Vieretaktverbrennungsmotor mit zwei Hydraulikmotoren
7 zeigt die Dampfkraftmaschine ohne Kolben
8 ist Querschnitt A-A gemäß 7, aber die Arbeitszylinder sind mit vertikalen Trennwänden ausgerüstet.
1 zeigt eine der möglichen Varianten der Vorrichtung (hier ist Dampfkraftmaschine) mit der Benutzung der Flüssigkeit zur Umwandelung der Druckkraft des Dampfes in das Drehmoment. Die Vorrichtung besteht aus dem Arbeitszylinder 1 mit dem Kolben 2, an dem der Hydraulikkolben 3 durch die Kolbenstange 52 befestigt ist und der im Hydraulikzylinder 5 angebracht wird. Der Hydraulikzylinder 5 ist durch zwei Leitungen über den Rückschlagventilen 13 und 15 mit der Druckleitung 8 und über den Rückschlagventilen 12 und 14 mit der Ansaugleitung 10 verbunden. Dabei werden die Druckleitung 8 mit der Turbine oder mit dem Rotationshydraulikmotor 9 und die Ansaugleitung 10 mit dem Vorratsbehälter 11 verbunden. Zwischen den Zylindern 1 und 5 ist die Scheidewand 65 mit einer Stopfbuchse festgestellt.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgendermassen: Wenn der Dampf in den linken Teil des Arbeitszylinders 1 durch den bekannten Steuermechanismus gerichtet wird, bewegt sich der Kolben 2 zusammen mit dem Hydraulikkolben 3 nach rechts. Dabei wird die inkompressible Arbeitsflüssigkeit 16, die sich im rechten Teil des Hydraulikzylinders 5 momentan befindet, über das Rückschlagventil 13 in die Druckleitung 8 mittels des Hydraulikkolbens 3 ausgepresst und wird dem Rotationshydraulikmotor 9 zugeführt. Hier treibt sie in Drehung den Rotor des Rotationshydraulikmotors 9 an, z. B. des Flügelzellenmotors und entsprechend die Ausgangswelle oder das Pumpenrad der Strömungskupplung. Danach läuft die verbrauchte Arbeitsflüssigkeit 16 zum Vorratsbehälter 11 zurück. Gleichzeitig strömt die Arbeitsflüssigkeit 16 in den linken Teil des Hydraulikzylinders 5 infolge des Unterdrucks in ihm aus dem Vorratsbehälter 11 durch die Ansaugleitung 10 und über das Rückschlagventil 14. Nach Abschluss des Arbeitsablaufs wechselt der Kolben 2 die Bewegungsrichtung, d. h. nach links und alles geschieht auf die gleiche Weise. Wie auch in den bekannten Hubkolbenkraftmaschinen kann das Schwungrad hier verwendet werden.
Die in 2 gezeigte Bauart der Dampfkraftmaschine hat zwei Hydraulikzylinder 5 und 6 mit den Hydraulikkolben entsprechend 3 und 4 zum Unterschied von der obenstehenden Vorrichtung. Der Arbeitszylinder 1 ist durch den Steuermechanismus 7 (z. B. durch den Drehschieber), der vom Steuerzylinder 63 betätigt wird, mit dem Dampferzeuger verbunden. Der Steuerzylinder 63 hat die hydraulische Steuerung, dazu dessen Kolbenraum mit dem Hydraulikzylinder 5 und dessen Kolbenstangenraum mit dem Hydraulikzylinder 6 verbunden sind. Unter Berücksichtigung der Schwierigkeiten in der Errungenschaft der Gleichachsigkeit des Arbeitszylinders 1 mit den Hydraulikzylindern 5 und 6 bei der Montage, befestigt man die Hydraulikkolben 3 und 4 an den Kolbenstangen 52 mit Hilfe der Kugelgelenke 70. Die Wirkungsweise dieser Dampfkraftmaschine ist der obenstehenden Vorrichtung ähnlich.
3 ist ein Schema der Dampfkraftmaschine, in der der Dampfdruck in das Drehmoment mit Hilfe der Arbeitsflüssigkeit 16 umgewandelt wird und die als Verdichter gleichzeitig arbeitet. Die Köpfe der Hydraulikzylinder 5 und 6 sind mit den Einlaßventilen 42 und 43 und mit den Auslaßventilen 23 und 24 ausgestattet. Wenn z. B. alle Kolben sich nach links bewegen, wird die Arbeitsflüssigkeit 16 aus dem Hydraulikzylinder 5 über das Rückschlagventil 13 in die Druckleitung 8 gepresst. Dabei tritt die Saugluft über das Einlaßventil 42 in den Hydraulikzylinder 5 ein. Zugleich geschieht das Einsaugen der Arbeitsflüssigkeit 16 in den Kolbenstangenraum des Hydraulikzylinders 6 aus den Vorratsbehälter 11 durch die Ansaugleitung 10 und über das Rückschlagventil 15. Im Kolbenraum dieses Hydraulikzylinders verdichtet sich die dort befindliche Luft und dann wird die Druckluft über das Auslaßventil 24 in die Luftleitung ausgestoßen.
In 4 ist der Viertaktverbrennungsmotor mit der hydraulischen Betätigung der Auslaß- und Einlaßventile schematisch dargestellt. Der enthält zwei Arbeitszylinder 17, 18 mit den Kolben 2, an den die Tauchkolben 36, 37, 38, 39 befestigt sind, die in den Hydraulikzylindern entsprechend 5, 6, 40, 41 angeordnet sind. Dabei sind die Nachbartauchkolben 37 und 38 mit Hilfe von Kolbenstange 52 miteinander verbunden. Jeder Kolben 2 teilt seinen Arbeitszylinder in zwei Teile, jeder von denen das Einlaßventil 42, 43, 44, 45 und das Auslaßventil 23, 24, 46, 47 sowie die Zündkerzen 53, 54, 55, 56 hat. Außerdem sind zwei Kolbenpositionsgeber 21 und 22 (z. B. magnetischer Positionsgeber) zwischen den Stirnseiten der Hydraulikzylinder 6 und 40 und in der Nähe von der Kolbenstange 52 festgemacht, die zwei Magnetmarken 57 und 58 hat, die den Endlagen der Kolben 2 entsprechen. Dabei muss der Abstand zwischen den Stirnseiten der Nachbarhydraulikzylinder 6 und 40 weniger als die Länge der Kolbenstange 52 sein. Jeder Hydraulikzylinder ist durch die Druckleitung 8 mit dem Hydraulikmotor 9 und durch die Ansaugleitungen 10 mit dem Vorratsbehälter 11 verbunden. Damit die Auslaßventile während des Verdichtungstaktes in den Arbeitszylindern geschlossen sind, werden in ihre Speiseleitungen 71 die elektromagnetischen Verschlußventile 29, 30, 59, 60 eingeschaltet, die von den Kolbenpositionsgebern 21 und 22 betätigt werden.
Nun (4) endet der Arbeitstakt im linken Teil des Arbeitszylinders 17 und beide Kolben 2 nähern sich seinen rechten Totpunkten. Gleichzeitig bewegen sich alle Tauchkolben 36, 37, 38, 39 auch nach rechts. Dabei wird die Arbeitsflüssigkeit 16 aus den Hydraulikzylindern 6 und 41 gepresst und strömt über die Rückschlagventile entsprechend 15 und 51 in die Druckleitung 8 und danach in den Rotationshydraulikmotor 9. Zugleich strömt die Arbeitsflüssigkeit 16 aus dem Hydraulikzylinder 6 zum Einlaßventil 42 und zum Einlaßventil 44 und aus dem Hydraulikzylinder 41 zum Auslaßventil 47. Wegen des hohen Drucks im linken Teil des Arbeitszylinders 17 kann das Einlaßventil 42 nicht geöffnet werden. Umgekehrt sind die Ventile 44 und 47 des Arbeitszylinders 18 geöffnet und in seinem linken Teil verläuft der Ansaugtakt und im rechten Teil verläuft der Ausstoßtakt. Im rechten Teil des Arbeitszylinders 17 verläuft der Verdichtungstakt. Damit das Auslaßventil 24 während der Bewegung des Kolbens 2 nach rechts bei dem Verdichtungstakt nicht geöffnet wird, ist vor ihm in seiner Speiseleitung 71 das elektromagnetische Verschlußventil 30 festgestellt, der vom magnetischen Kolbenpositionsgeber 22 verstellt wird. Gleichzeitig wird die Arbeitsflüssigkeit 16 in die Hydraulikzylinder 5 und 40 durch den in ihnen entstehenden Unterdruck durch die Ansaugleitungen 10 aus dem Vorratsbehälter 11 angesaugt. Ventile 23, 43, 45, 46, deren Steuerzylinder mit diesen Hydraulikzylindern verbunden sind, sind infolge des Unterdrucks in diesen Hydraulikzylindern geschlossen. Wenn am Ende des Arbeitstaktes im linken Teil des Arbeitszylinders 17 die Magnetmarke 57 zum magnetischen Kolbenpositionsgeber 21 herannaht, spricht der letztgenannte an und betätigt die Zündkerzen 54 und 56. Dabei wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch im rechten Teil des Arbeitszylinders 17 entzündet und der Arbeitstakt beginnt hier. Nun beginnen alle Kolben sich nach links zu bewegen. Im rechten Teil des Arbeitszylinders 18 befindet sich in dieser Zeit nur das Abgas, deshalb die Entzündung hier nicht entsteht. Zugleich betätigt der Kolbenpositionsgeber 21 das elektromagnetische Verschlußventil 59, das den Zugang der Arbeitsflüssigkeit 16 zum Auslaßventil 46 verschließt, wodurch im linken Teil des Arbeitszylinders 18 der Verdichtungstakt beginnt. Außerdem öffnet sich das Einlaßventil 45, zu dem die Arbeitsflüssigkeit aus dem Hydraulikzylinder 40 eintrifft und nun läuft das Kraftstoff-Luft-Gemisch in den rechten Teil des Arbeitszylinders 18, hier verläuft der Ansaugtakt. Die Arbeitsflüssigkeit öffnet auch das Auslaßventil 23, wodurch das Abgas aus dem linken Teil des Arbeitszylinders 17 ausgepufft wird, hier verläuft der Ausstoßtakt. Nun wird die Arbeitsflüssigkeit aus dem Hydraulikzylinder 5 mit dem Tauchkolben 36 und aus dem Hydraulikzylinder 40 mit dem Tauchkolben 38 in die Druckleitung 8 verdrängt und strömt zum Rotationshydraulikmotor 9, der die Ausgangwelle oder das Pumpenrad der Strömungskupplung dreht. Infolge des entstehenden Unterdrucks in den Hydraulikzylindern 6 und 41 wird die Arbeitsflüssigkeit 16 durch die Ansaugleitungen 10 und über die Rückschlagventile 14 und 50 aus dem Vorratsbehälter 11 dorthin angesaugt. Alle anderen Ventile der Kraftmaschine sind in dieser Zeit geschlossen. Am Ende des Arbeitstaktes im rechten Teil des Arbeitszylinders 17 kommt die Magnetmarke 58 zum magnetischen Kolbenpositionsgeber 22, der die Zündkerzen 53 und 55 sowie das elektromagnetische Verschlußventil 60 betätigt. Danach geschehen zwei Arbeitstakte auf die gleiche Weise im Arbeitszylinder 18. Für Motoranlassen kann die Pumpe verwendet sein, die vom elektrischen Starter betätigt wird und die die Arbeitsflüssigkeit in einen der Hydraulikzylinder einspeist, dessen Kolben alle andere Kolben schiebt. Dabei geschieht das Verdichtungstakt und danach das Arbeitstakt in einem der Arbeitszylinder.
5 stellt die andere Variante der Vorrichtung dar. Im Unterschied zu den oben beschriebenen Kraftmaschinen bringt man hier die Arbeitsflüssigkeit direkt in den Arbeitszylindern unter. Diese Kraftmaschine ist der Zweitaktverbrennungsmotor mit hydraulischer Transmission. Dabei zeigt Abb. ”a” die Lage der Kolben 2 während des Arbeitstaktes im Arbeitszylinder 17. Abb. ”b” zeigt die Lage der Kolben 2 am Ende des Arbeitstaktes im Arbeitszylinder 17 und am Anfang des Arbeitstaktes im Arbeitszylinder 18. Die Vorrichtung hat zwei Arbeitszylinder 17 und 18 mit den Kolben 2, z. B. Scheibenkolben, unter denen sich die inkompressible Arbeitsflüssigkeit 16 befindet. Dabei für die normale Arbeit sollen die Hubräume beider Arbeitszylinder gleich sein. Die Arbeitszylinder sind mit den Unterdeckeln 27 ausgerüstet und sind durch die Druckleitung 8 mit dem Einlaß und durch die Vorlaufleitung 35 mit dem Auslaß des Rotationshydraulikmotors 9 verbunden. Die Zylinderköpfe sind mit elektromagnetischen Auslaßventilen 23, 24 und mit Einspritzdüsen 25, 26 ausgerüstet. Zu den unteren Teilen der Arbeitszylinder kann die Spülluft durch die Luftleitung 31 und über die elektromagnetischen Verschlußventile 29, 30 eingespeist werden. Ebenda sind die elektromagnetischen Kolbenpositionsgeber 21 und 22 aufgestellt, die über die Steuerkreise 32 und 33 (in Abb. ”a” nicht gezeigt sind) die elektromagnetische Verschlußventile 29, 30, Auslaßventile 23, 24 und die Einspritzdüsen 25, 26 betätigen. In der Druckleitung 8 sind die Rückschlagventile 13, 15 und in der Vorlaufleitung 35 die Rückschlagventile 12, 14 eingeschaltet. Damit der Energieaufwand bei der Hebung der Kolben 2 während des Verdichtungs- und Ausstoßtaktes zu verringern; die Kolben hohl und dabei hermetisch abgeschlossen sind, d. h. die Kolben sind schwimmende. Für die Abkühlung der Arbeitsflüssigkeit 16 können einen oder einige Kühler 28 verwendet werden.
Die Wirkungsweise der Kraftmaschine ist folgendermaßen: Es sei beispielsweise angenommen, dass man bei der Lage der Kolben 2 laut der Abb. ”a” den Motor starten muß. Zu diesem Zweck sperrt man den Abschnitt der Vorlaufleitung 35 mit Hilfe des elektromagnetischen Verschlußventils 59 und den Abschnitt der Druckleitung 8 mit Hilfe des elektromagnetischen Verschlußventils 60 und dreht den Rotor des Hydraulikmotors 9 mit Hilfe z. B. des elektrischen Starters. In diesem Fall spielt der Hydraulikmotor 9 eine Rolle der Pumpe und pumpt die Arbeitsflüssigkeit 16 aus dem Arbeitszylinder 17 in den Arbeitszylinder 18. Dabei hebt die Arbeitsflüssigkeit 16 den Kolben 2 des Arbeitszylinders 18 und der aufwärts gehende Kolben verdichtet die in diesem Zylinder befindliche Luft. Gleichzeitig geht der Kolben 2 des Arbeitszylinders 17 abwärts und geratet in den Aktionsbereich des Kolbenpositionsgebers 21, der letztgenannte anspricht, infolgedessen das elektromagnetische Verschlußventil 29 und das Auslaßventil 23 sich öffnen. Dabei strömt die Spülluft aus der Luftleitung 31 über das Verschlußventil 29 in den Arbeitszylinder 17 und spült die Abgase über das Auslaßventil 23 heraus. Etwa bei Beginn des Arbeitstaktes im Arbeitszylinder 18 wird der Brennstoff durch die Einspritzdüse 25 eingespritzt und entzündet sich von selbst. Zu Beginn des Arbeitstaktes im Arbeitszylinder 18, wenn sein Kolben 2 beginnt abwärts zu gehen und die Arbeitsflüssigkeit 16 über den Hydraulikmotor 9 in den Arbeitszylinder 17 strömt, verläßt der Kolben 2 des Arbeitszylinders 17 den Aktionsbereich des Kolbenpositionsgebers 21, dabei das elektromagnetische Verschlußventil 29 und das Auslaßventil 23 geschlossen werden. In diesem Arbeitszylinder beginnt der Verdichtungstakt. Danach das Arbeitsspiel beginnt von vorn.
Die gezeichnete in 6 Vorrichtung ist der Viertaktverbrennungsmotor mit vier Arbeitszylindern 17, 18, 19 und 20, jeder von denen den schwimmenden Kolben 2 hat, unter denen sich die inkompressible Arbeitsflüssigkeit 16 befindet. Im Unterschied zu den oben beschriebenen Vorrichtungen hat diese Kraftmaschine zwei Rotationshydraulikmotoren 9 und 61, wobei sind ihre Rotoren auf einer gemeinsamen Welle (in 6 nicht gezeigt ist) festgestellt, d. h. haben beide Rotationshydraulikmotoren die feste kinematische Kupplung miteinander und arbeiten abwechselnd mal wie der Motor, mal wie die Pumpe. Die Einlaßventile 42, 43, 44, 45 und die Auslaßventile 23, 24, 46, 47 werden von den hydraulischen Steuerzylindern betätigt, die durch die Speiseleitungen 71 mit den Druckleitungen 8 verbunden sind. In diesem Motor wird das Kolbenlängsschieberventil 68 als das Wegeventil verwendet. Der Kolbenlängsschieber 64 bewegt sich mit Hilfe der Arbeitsflüssigkeit 16, deren Zufluß sich durch die Stirnseiten des Kolbenlängsschieberventils 68 und durch die Stirnfläche der ortsfesten Scheidewände 65 verwirklicht. In oberen Teile der Arbeitszylinder sind die Kolbenpositionsgeber 21 festgestellt, die durch den Steuerkreisen 32 die Zündkerzen 53, 54, 55 und 56 betätigt.
Der Verbrennungsmotor arbeitet auf folgende Weise: Wenn der Arbeitstakt im Arbeitszylinder 17 abläuft, strömt die Arbeitsflüssigkeit 16 in das Kolbenlängsschieberventil 68. Dabei wird die Arbeitsflüssigkeit zum Kolbenlängsschieberventil 68 durch die Stirnseiten gefördert, damit dass sie das Kolbenlängsschieber 64 nach rechts rücken konnte und der Durchgang der Arbeitsflüssigkeit durch das Kolbenlängsschieberventil 68 in den Rotationshydraulikmotor 9 geöffnet wurde. Gleichzeitig strömt die Arbeitsflüssigkeit 16 außer dem Rotationshydraulikmotor 9 durch die Speiseleitung 71 zum Steuerzylinder des Einlaßventils 43 des Arbeitszylinders 18 und zum Steuerzylinder des Auslaßventils 47 des Arbeitszylinders 20 und öffnet sie. Aus dem Rotationshydraulikmotor 9 strömt die Arbeitsflüssigkeit 16 über das Kolbenlängsschieberventil 68 durch die Vorlaufleitung 34 und über das Rückschlagventil 14 in den Arbeitszylinder 19, wo die beiden Ventile 44 und 46 geschlossen sind, und verdichtet das Kraftstoff-Luft-Gemisch durch den aufwärts gehenden Kolben 2. Hier läuft der Verdichtungstakt ab. In dieser Zeit arbeitet der Rotationshydraulikmotor 61, der feste kinematische Kupplung mit dem Hydraulikmotor 9 hat, als die Pumpe und pumpt die Arbeitsflüssigkeit 16 aus dem Arbeitszylinder 18 in den Arbeitszylinder 20. Da das Einlaßventil 43 und das Auslaßventil 47 nun geöffnet sind, entstehen das Ansaugen des frischen Kraftstoff-Luft-Gemischs in den Arbeitszylinder 18 und der Auspuff des Abgases aus dem Arbeitszylinder 20. Wenn am Ende des Verdichtungstaktes im Arbeitszylinder 19 sein Kolben 2 zum magnetischen Kolbenpositionsgeber 21 herannaht, spricht der letztgenannte an und betätigt die Zündkerze 55 und der Arbeitstakt beginnt hier, dabei wird die Arbeitsflüssigkeit 16 durch die ortsfeste Scheidewand 65 zur Stirnfläche des Kolbens des Kolbenlängsschiebers 64 zugeführt. Der Kolbenlängsschieber 64 wird wieder nach links geschoben und die Arbeitsflüssigkeit wird zum Rotationshydraulikmotor 61, der nun nämlich wie den Motor arbeitet, gerichtet. Aus dem Rotationshydraulikmotor 61 bewegt sich Arbeitsflüssigkeit in den Arbeitszylinder 18, wo das dort befindliche Kraftstoff-Luft-Gemisch durch den Kolben 2 verdichtet wird. Während des Arbeitstakts im Arbeitszylinder 18 der Rotationshydraulikmotor 61 fortfährt wie Motor zu arbeiten und der Rotationshydraulikmotor 9 arbeitet wie die Pumpe. Aber wenn der Arbeitstakt im Arbeitszylinder 20 abläuft, arbeiten der Rotationshydraulikmotor 61 wieder wie die Pumpe und der Rotationshydraulikmotor 9 wieder wie der Motor. Die Rückschlagventile 12, 13, 14 und 15 sind notwendig, damit während der Arbeitstakte in den Arbeitszylindern die Vorlaufleitungen 34 zu sperren. Andernfalls kann sich der Kolbenlängsschieber 64 nicht bewegen.
In der in 7 gezeichneten Dampfmaschine fehlen die Kolben überhaupt. Deshalb können der Querschnitt der Arbeitszylinder und ihre Konfiguration vielfältig (z. B. wie das Rechteck (8)) sein, dabei sind die Hubräume des Arbetszylinders 17 und des Arbeitszylinders 18 gleich. Außerdem fordert die Innenfläche der Zylinder in dieser Konstruktion ganz keine Behandlung. Um die Vermischung den Dampf mit der Arbeitsflüssigkeit, z. B. mit dem Wasser, zu verringern, und dadurch ihr Erwärmen zu verringern, können die Arbeitszylinder mit den längslaufenden Trennwänden 69 (8) oder mit Röhren als die Honigscheibe ausgerüstet sein. in diesem Fall ist die Kontaktfläche des Dampfes mit der Arbeitsflüssigkeit in jedem gebildeten Kanal klein.
In der gezeichneten Stellung (7) wird der Dampf in den Arbeitszylinder 17 durch den Steuermechanismus 7 eingelassen. Dabei wird die Arbeitsflüssigkeit 16, die sich im diesen Arbeitszylinder befindet, über das Rückschlagventil 15 in die Druckleitung 8 gepresst und zum Rotationshydraulikmotor 9 zugeführt. Die verbrauchte Arbeitsflüssigkeit strömt durch die Vorlaufleitung 35 über das Rückschlagventil 12 in den Arbeitszylinder 18, der nun durch den Steuermechanismus 7 mit der Atmosphäre verbunden ist.
Bezugszeichenliste

1, 17, 18, 19, 20: Arbeitszylinder
2: Kolben
3, 4: Hydraulikkolben
5, 6, 40, 41: Hydraulikzylinder
7: Steuermechanismus
8, 62: Druckleitung
9, 61: Rotationshydraulikmotor
10: Ansaugleitung
11: Vorratsbehälter
12, 13, 14, 15, 48, 49, 50, 51: Rückschlagventil
16: Arbeitsflüssigkeit
21, 22: Kolbenpositionsgeber
23, 24, 46, 47: Auslaßventil
25, 26: Einspritzdüse
27: Unterdeckel
28: Kühler
29, 30, 59, 60: Verschlußventil
31: Luftleitung
32, 33: Steuerkreis
34, 35: Vorlaufleitung
36, 37, 38, 39: Tauchkolben
42, 43, 44, 45: Einlaßventil
52: Kolbenstange
53, 54, 55, 56: Zündkerze
57, 58: Magnetmarke
63: Steuerzylinder
64: Kolbenlängsschieber
65: Scheidewand
68: Kolbenlängsschieberventil
69: Trennwänden
70: Kugelgelenk
71: Speiseleitung

Claims

Verfahren zur Umwandelung der Druckkraft des Arbeitsmittels in das Drehmoment durch die Einwirkung der Druckkraft des Arbeitsmittels auf den im Arbeitszylinder beweglichen Kolben, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Kolben des Arbeitszylinders die Druckkraft des Arbeitsmittels an den Hydraulikkolben übertragen wird, der die befindliche im Hydraulikzylinder inkompressible Arbeitsflüssigkeit in den Rotationshydraulikmotor verdrängt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Kolben des Arbeitszylinders die Druckkraft des Arbeitsmittels an die inkompressible Arbeitsflüssigkeit, die sich im Arbeitszylinder unter dem Kolben befindet, übertragen wird.
Verfahren nach Ansprüchen 1, 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkraft des Arbeitsmittels direkt an die inkompressible Arbeitsflüssigkeit übertragen wird.
Vorrichtung zur Umwandelung der Druckkraft des Arbeitsmittels in das Drehmoment, die den Arbeitszylinder (1) mit dem Kolben (2) und mit dem Steuermechanismus (7) und sowie das Schwungrad enthält, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kolben (2) der Hydraulikkolben (3) durch die Kolbenstange (52) befestigt ist, der in doppeltwirkendem Hydraulikzylinder (5) angebracht ist, dabei ist Hydraulikzylinder (5) mit der Scheidewand (65), die eine Stopfbuchse hat, ausgerüstet und ist durch zwei Leitungen über die Rückschlagventile (13) und (15) mit der Druckleitung (8) und über die Rückschlagventile (12) und (14) mit der Ansaugleitung (10) verbunden, dabei sind die Druckleitung (8) mit der Turbine oder mit dem Rotationshydraulikmotor (9) und die Ansaugleitung (10) mit dem Vorratsbehälter (11) verbunden.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwungrad mit dem Rotor des Rotationshydraulikmotors (9) fest verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den gegenüberliegenden Seiten des Kolbens (2) durch die Kolbenstangen (52) mindestens zwei Hydraulikkolben (3) und (4) befestigt sind, die in den Hydraulikzylindern entsprechend (5) und (6) angebracht sind, wobei jeder Hydraulikzylinder durch die Druckleitung (8) mit dem Rotationshydraulikmotor (9) und durch die Ansaugleitung (10) mit dem Vorratsbehälter (11) verbunden ist.
Vorrichtung nach Ansprüchen 4, 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerzylinder (63) des Steuermechanismus (7) durch die Speiseleitungen (71) mit den Hydraulikzylindern (5) und (6) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (2) und/oder die Hydraulikkolben (3) und (4) an den Kolbenstangen (52) mit Hilfe der Kugelgelenke (70) befestigt sind.
Vorrichtung nach Ansprüchen 4, 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (5) mit dem Einlaßventil (42) und dem Auslaßventil (23) und der Hydraulikzylinder (6) mit dem Einlaßventil (43) und dem Auslaßventil (24) ausgestattet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Arbeitszylinder (17) und (18), deren Kolbenhubvolumen gleich sind, mit den Kolben (2) und vier Hydraulikzylinder (5), (6), (40), (41) mit den Tauchkolben (36), (37), (38), (39) aufweist, dabei sind Nachbartauchkolben (37) und (38) mit Hilfe der Kolbenstange (52) miteinander verbunden, außerdem jede Hälfte der Arbeitszylinder (17) und (18) ist mit dem Einlaßventil (42), (43), (44), (45) und mit dem Auslaßventil (23), (24), (46), (47) sowie mit der Zündkerze (53), (54), (55), (56) entsprechend ausgestattet.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (52) mit den Magnetmarken (57) und (58), die den Endlagen der Kolben (2) entsprechen, ausgerüstet ist und neben der Kolbenstange (52) zwischen den Stirnseiten der Hydraulikzylinder (6) und (40) die Kolbenpositionsgeber (21) und (22) festgestellt sind, die durch die Steuerkreise (32) und (33) die Zündkerzen betätigen.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerzylinder der Einlaß-(42), (43), (44), (45) und der Auslaßventile (23), (24), (46), (47) mit den Hydraulikzylindern (5), (6), (40), (41) durch die Speiseleitungen (71) verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in die Speiseleitungen (71) der Auslaßventile (23), (24), (46), (47) die Verschlußventile (29), (30), (59), (60) eingeschaltet sind, die von den Kolbenpositionsgebern (21) und (22) betätigt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Arbeitszylindern (17) und (18) unter den Kolben (2) sich die Arbeitsflüssigkeit (16) befindet, dabei jeder Arbeitszylinder entsprechend mit den Einspritzdüsen (25) und (26) ausgestattet ist und durch die Druckleitung (8) mit dem Einlaß und durch die Vorlaufleitung (35) mit dem Auslaß des Rotationshydraulikmotors (9) und über die Verschlußventile (29) und (30) mit der Luftleitung (31) verbunden ist, dabei Arbeitszylinder (17) und (18) gleiche Kolbenhubvolumen aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (2) schwimmende sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckleitung (8) und in der Vorlaufleitung (35) entsprechend die Verschlußventile (60) und (59) eingeschaltet sind und beide Arbeitszylinder (17) und (18) mit den Kolbenpositionsgebern (21) und (22) ausgerüstet sind, die die Verschlußventile (29), (30), die Auslaßventile (23), (24) und die Einspritzdüsen (25) und (26) durch die Steuerkreise (32) und (33) betätigen.
Vorrichtung nach Ansprüchen 4, 9, 10, 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie vier Arbeitszylinder (17), (18), (19), (20) und zwei Rotationshydraulikmotoren (9) und (61) enthält, deren Rotoren auf einer gemeinsamen Welle festgestellt sind und die mal wie der Motor und mal wie die Pumpe abwechselnd arbeiten.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitszylinder (17), (18), (19), (20) über das Kolbenlängsschieberventil (68), das die ortsfesten Scheidewände (65) hat, deren Stirnfläche entsprechend mit den Arbeitszylindern (18) und (19) und dessen beide Stirnseiten entsprechend mit den Arbeitszylindern (17) und (20) verbunden sind, mit Rotationshydraulikmotoren (9) und (61) verbunden sind, dabei sind die Rückschlagventile (12), (13), (14), (15) in den Vorlaufleitungen (34) eingeschaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in den Arbeitszylindern (17) und (18) nur die Arbeitsflüssigkeit (16) sich ohne Kolben befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Arbeitszylinder (17) und (18) die Trennwände (69) oder die Röhren festgestellt sind.
Vorrichtung nach Ansprüchen 4, 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitszylinder (17) und (18) mehrere Konfigurationen und verschiedene Formen des Querschnitts aufweisen.