DE107716C

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Publication number: DE107716C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Gegenstand der Erfindung ist ein aus zwei oder mehreren Kapselwerken bestehender rotirender Motor, dessen Einrichtung auf dem Princip der Verbundmaschinen beruht, derart, dafs das Kraftmittel auf ein erstes Kolbenpaar mit vollem Druck und in der Folge auf ein zweites oder weitere Kolbenpaare durch Expansion einwirkt.The subject of the invention is a rotating one consisting of two or more capsule works Motor, the device of which is based on the principle of compound machines, in such a way that the power means is applied to a first pair of pistons with full pressure and then on a second or further pairs of pistons by expansion acts.

Der Zweck'der Erfindung besteht darin, den Rückdruck bei der Expansion, welcher ein Uebelstand aller bis jetzt bekannten Verbundmaschinen ist, vollständig zu beseitigen, so dafs bei dem ersten Kolbenpaar der volle Druck des Kraftmittels unbeeinträchtigt zur Geltung kommt.The purpose of the invention is that Back pressure during expansion, which is a disadvantage of all compound machines known up to now is to be eliminated completely, so that full pressure is applied to the first pair of pistons of the fuel comes into its own unimpaired.

Die Wirkungsweise der neuen Maschine ist derart, dafs der einmal im Hochdruckgehäuse in Wirksamkeit gewesene Dampf, welcher bei Drehung der mit je drei Flügeln ausgestatteten Kolben in der zwischen zwei Flügeln eines Kolbens und der Gehäusewandung gebildeten Kammer eingeschlossen und gegen die AuspufföfFnung hin im Gehäuse herumgeführt wird, bereits in das Niederdruckgehäuse überströmt und dabei expandirt, bevor die den Dampf enthaltende Kammer des einen Hochdruckkolbens die Auspufföffnung erreicht und in dieser Stellung mit einem der Räume zwischen den Flügeln des anderen Hochdruckkolbens desselben Gehäuses in Verbindung tritt.The mode of operation of the new machine is such that it is once in the high pressure housing Steam that has been in effect when the three blades are rotated Piston in the formed between two wings of a piston and the housing wall Chamber is enclosed and led around the housing towards the exhaust opening, already flows over into the low-pressure housing and expands before the steam containing chamber of a high pressure piston reaches the exhaust port and in this position with one of the spaces between the wings of the other high pressure piston the same housing connects.

Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen den Erfindungsgegenstand in zwei verschiedenen Ausfuhrungsformen.The accompanying drawings illustrate the subject matter of the invention in two different ways Embodiments.

Fig. ι a zeigt ,eine schematische Verticalschnittdarstellung einer Ausführungsform des Motors.Fig. A shows a schematic vertical sectional view one embodiment of the engine.

Fig. ι zeigt die zweite Ausführungsform des Motors in Vorderansicht.Fig. Ι shows the second embodiment of the engine in a front view.

Fig. 2 zeigt die Maschine der Fig. 1 im Grundrifs.Fig. 2 shows the machine of Fig. 1 in outline.

Fig. 3 zeigt ein einzelnes Gehäuse in Seitenansicht mit theilweisem Schnitt.Fig. 3 shows a single housing in side view with partial section.

Das Wesen der Erfindung läfst sich am deutlichsten aus der Fig. ia erkennen. Die durch diese Figur dargestellte Maschine ist folgendermafsen beschaffen:The essence of the invention can be seen most clearly from FIG. the The machine represented by this figure is as follows:

Dieselbe besteht aus zwei Kapselgehäusen A und B, in deren Innern je zwei Flügelkolben α k und a¹ k¹ angeordnet sind. In Wirklichkeit befinden sich die beiden Gehäuse A und B neben einander, so dafs die beiden oberen Kolbenwellen b direct mit einander gekuppelt werden können. Die oberen und unteren Kolben stehen durch auf ihren Wellen festsitzende Zahnräder in zwangläufiger Verbindung. Um ein leichteres Verständnifs der Erfindung zu ermöglichen, sind die beiden Gehäuse der Maschine auf der Zeichnung hinter einander dargestellt.The same consists of two capsule housings A and B, inside each of which two wing pistons α k and a ¹ k ¹ are arranged. In reality the two housings A and B are next to each other, so that the two upper piston shafts b can be coupled directly to each other. The upper and lower pistons are positively connected by gears that are fixed on their shafts. To make the invention easier to understand, the two housings of the machine are shown one behind the other on the drawing.

Diese Darstellung ermöglicht zugleich einen Ueberblick über sämmtliche Dampfkammern und Dampfkanäle beider Gehäuse. An Stelle der Kuppelung kann man sich bei dieser Darstellung die beiden oberen Kolbenwellen durch Kette und Kettenräder zwangläufig verbunden denken, während die oberen und unterenThis representation also enables an overview of all steam chambers and steam channels of both housings. Instead of the coupling one can look at this representation the two upper piston shafts are inevitably connected by a chain and chain wheels think while the top and bottom

If/If /

Kolben durch Zahnräder in Verbindung stehen können.Pistons can be connected by gears.

Von den beiden Gehäusen ist A das Hochdruck- und B das Niederdruckgehäuse, welch letzteres die mehrfache Breite von A hat. Beide Gehäuse haben an zwei gegenüberliegenden Stellen, dort, wo sich die Peripherien der Gehäusewandungen schneiden, je eine Einströmungsöffnung d und eine Auspufföffnung p. An die Auspufföffnungen ρ schliefsen sich Auspuffrohre p¹ an, welche sich dann zu einem gemeinschaftlichen Auspuffrohr vereinigen.Of the two housings, A is the high-pressure housing and B is the low-pressure housing, the latter being several times the width of A. Both housings have an inflow opening d and an exhaust opening p each at two opposite points, where the peripheries of the housing walls intersect. Exhaust pipes p ^{1 are connected} to the exhaust openings ρ , which then combine to form a common exhaust pipe.

Das Hochdruckgehäuse A besitzt aufser der Einströmungs- und Auspufföffnung noch zwei Oeffnungen e und o, an welche sich Dampfleitungsrohre e¹ und u anschliefsen, die sich später vereinigen und gemeinschaftlich in den Einströmungskanal d des Niederdruckgehäuses B ausmünden:In addition to the inlet and outlet openings, the high-pressure housing A also has two openings e and o, to which steam pipes e ¹ and u connect, which later unite and jointly open into the inflow channel d of the low-pressure housing B:

Die Maschine arbeitet in folgender Weise:The machine works in the following way:

Als Druckmittel soll Dampf angenommen werden. Der Dampf tritt aus dem Kessel mit vollem Druck durch den Einströmungskanal d in das Hochdruckgehäuse A, füllt hier die jeweilig mit der Einströmungsöffnung communicirende, durch den Raum zwischen zwei Flügeln eines Kolbens gebildete Kammer (nach der Zeichnung eine Kammer des oberen Kolbens) und wirkt auf den oberen Kolben durch directen Stofs, wobei der Kolben in der Pfeilrichtung gedreht wird. Sobald die der Einströmungsöffhung zunächst befindliche Kante des unteren Flügels des oberen Kolbens die Einströmungsöffnung passirt hat,, wirkt der einströmende Dampf auf den unteren Kolben in gleicher Weise, indem er jedoch denselben in der durch den Pfeil angedeuteten entgegengesetzten Richtung dreht. Da der untere Kolben mit dem oberen in zwangläufiger Verbindung steht, wird der obere Kolben durch den unteren mit weiter gedreht und dabei das nun in der Kammer des oberen Kolbens von allen Seiten eingeschlossene Dampfquantum so weit im oberen Theil des Gehäuses wirkungslos herumgeführt, bis die Kammer mit dem Kanal e in Communication tritt. In diesem Augenblick expandirt der in der Kammer des oberen Kolbens mit seiner Anfangsspannung eingeschlossen gewesene Dampf, tritt durch das Rohr e¹ und Einströmungskanal d in das Niederdruckgehäuse, indem er die vor der Einströmungsöffnung des letzteren befindliche Kolbenkammer (auf der Zeichnung eine solche des unteren Kolbens) füllt und diesen Kolben in der Pfeilrichtung in Drehung versetzt.Steam should be used as the pressure medium. The steam emerges from the boiler at full pressure through the inflow channel d into the high-pressure housing A, here fills the chamber that communicates with the inflow opening and is formed by the space between two wings of a piston (according to the drawing, a chamber of the upper piston) and acts on it the upper piston by direct material, turning the piston in the direction of the arrow. As soon as the edge of the lower wing of the upper piston closest to the inflow opening has passed the inflow opening, the inflowing steam acts on the lower piston in the same way, although it rotates it in the opposite direction indicated by the arrow. Since the lower piston is positively connected to the upper piston, the upper piston is rotated further by the lower piston and the steam quantum, now enclosed from all sides in the chamber of the upper piston, is ineffective around the upper part of the housing until the chamber enters into communication with channel e. At this moment the steam that was enclosed in the chamber of the upper piston with its initial tension expands, enters ^{the low-pressure housing through the tube e 1} and inflow channel d, in that it moves the piston chamber located in front of the inflow opening of the latter (in the drawing that of the lower piston ) and this piston rotates in the direction of the arrow.

Durch entsprechende Wahl der Gröfsenverhältnisse des Niederdruckgehäuses und dessen Kolben kann man hier den Dampf bis auf eine geringe Endspannung expandiren lassen.By choosing the proportions accordingly of the low-pressure housing and its piston you can see the steam here except for one let it expand with a slight final tension.

Während nun hier der aus der Kammer des oberen Hochdruckkolbens übergeleitete Dampf seine Expansionsarbeit verrichtete, sind die Kolben weitergedreht worden, wobei diese Kammer des oberen Hochdruckkolbens mit dem Kanal e wieder aufser Verbindung getreten ist, während inzwischen die Verbindung einer mit Dampf gefüllten Kammer des unteren Hochdruckkolbens mit dem Kanal ο hergestellt wurde. Nun expandirt der in dieser Kammer enthaltene Dampf, tritt dabei durch das Rohr u und Einströmungsöffnung d in das Niederdruckgehäuse, füllt die zunächst gelegene Kammer des oberen Niederdruckkolbens und giebt hier an letzteren seine Expansionskraft ab.While the steam transferred from the chamber of the upper high-pressure piston was doing its work of expansion, the pistons were turned further, whereby this chamber of the upper high-pressure piston came back into connection with channel e , while in the meantime the connection of a chamber of the lower high-pressure piston filled with steam with the channel ο was established. Now the steam contained in this chamber expands, passes through the tube u and the inflow opening d into the low-pressure housing, fills the chamber of the upper low-pressure piston which is located next, and here gives off its expansion force to the latter.

Nachdem die Expansionswirkung des in irgend einer Kammer des Hochdruckkolbens eingeschlossen gewesenen Dampfes stattgefunden hat, wird ein dieselbe noch ausfüllendes, jedoch auf die minimale Endspannung gebrachtes Quantum Dampf weiter im Gehäuse herumgeführt, bis die Kammer mit dem Kanal ρ in Verbindung tritt, wobei der Dampf durch. Kanal ρ und Rohr ρ¹ auspufft. Der· Dampf im Niederdruckgehäuse wird von den Kolbenkammern bis zum Kanal ρ des Niederdruckgehäuses herumgeführt und pufft hier ebenfalls ins Freie aus.After the expansion effect of the steam trapped in any chamber of the high-pressure piston has taken place, a quantity of steam still filling the same, but brought to the minimum final tension, is carried around further in the housing until the chamber comes into communication with the channel ρ , with the steam passing through . Channel ρ and pipe ρ ¹ exhausts. The vapor in the low-pressure housing is led around from the piston chambers to the channel ρ of the low-pressure housing and here also puffs out into the open.

Die wesentliche neue Wirkung der Maschine, d. i. die Vermeidung jeglicher Rückwirkung des expandirenden Dampfes auf die Hochdruckkolben ist nun eine Folge davon, dafs für jeden der beiden Kolben ein besonderer Ueberleitungskanal vorgesehen ist, der möglichst entfernt vom Ein- und Ausströmungsk'anal und somit auch von denjenigen Stellen des Gehäuses liegt, wo die Flügel der beiden Hochdruckkolben in einander greifen.The essential new effect of the machine, i. i. the avoidance of any retroactive effect from expanding steam on the high-pressure piston is a consequence of the fact that for each of the two pistons is provided with a special transfer channel which is as far away as possible from the inflow and outflow channels and thus also from those points of the housing is where the wings of the two high-pressure pistons interlock.

Bei dieser Anordnung bleibt immer nur eine Kammer eines Hochdruckkolbens mit einem der Ueberleitungskanäle während der Expansion in Verbindung und der expandirende Dampf drückt in dieser Kammer nach allen Seiten hin gleichmäfsig auf die beiden festen Flügel und die^ Nabe des Kolbens, sowie auf den die Dampfkammer abschließenden Theil der Gehäusewandung. Es bleibt somit die Expansionswirkung des Dampfes auf die Drehbewegung der Kolben ohne jeden Einflufs.With this arrangement, there is always only one chamber of a high-pressure piston with one the transfer channels during the expansion in connection and the expanding In this chamber, steam presses evenly on all sides on the two solid ones Wing and the hub of the piston, as well as on the part closing off the steam chamber the housing wall. The expansion effect of the steam on the rotary motion remains the piston without any influence.

Diese Wirkung unterbliebe sofort, wenn man den im Hochdruckgehä'use in V,Wirksamkeit gewesenen Dampf von den Kammern beider KoI-; ben gemeinschaftlich durch den Ausströmung'skanal ρ nach dem Niederdruckgehäuse überleiten würde. Da nämlich ein gemeinschaftlicher Abströmungskanal unbedingt an einer Stelle des Gehäuses angeordnet sein mufs, wo derselbe mit den Kammern beider Hochdruckkolben communiciren kann, die beide Kolben bei ihrer Umdrehung aber in Stellungen kommen, in welchen der Abströmungskanal zugleich mit einer Kammer des einen Kolbens und mit dem Raum zwischen einem Flügel desselben undThis effect would immediately cease if the steam that had been in the high-pressure housing in V, effectiveness was removed from the chambers of both columns; ben would transfer jointly through the outflow channel ρ to the low-pressure housing. Since a common outflow channel must necessarily be arranged at a point on the housing where it can communicate with the chambers of both high-pressure pistons, but the two pistons come into positions during their rotation in which the outflow channel is at the same time with a chamber of one piston and with the one Space between a wing of the same and

der Nabe, sowie dem Flügel des anderen Kolbens communicirt, so mufs der hier expandirende Dampf zugleich auf beiden Kolben, und zwar in der zu ihrer Drehrichtung entgegengesetzten Richtung einwirken und dabei die Wirkung des - eintretenden Kesseldampfes bedeutend schwächen.the hub as well as the wing of the other piston communicates, so the one expanding here must Steam on both pistons at the same time, in the opposite direction to their direction of rotation Act in the direction and thereby the effect of the - entering boiler steam significantly weaken.

Die Gesammtwirkung wäre in diesem Falle ähnlich der aller bekannten Verbundmaschinen. Bei der neuen Maschine kommt der volle Druck des einströmenden Kesseldampfes dauernd ungeschwächt zur Geltung.The overall effect in this case would be similar to that of all known compound machines. With the new machine, the full pressure of the inflowing boiler steam is continuously unaffected come into play.

Da nun der Weg, den eine Kammer des. Hochdruckkolbens von der Einströmungsöffhung aus bis zur Ausströmungsöffnung hin im Gehäuse zurücklegt, etwa fünfmal so lang ist als die Kammer selbst, so wird es möglich, den von der Einströmungsöffnung aus in einer Kammer mitgeführten Dampf in zwei Perioden seine Expansionswirkung ausüben zu lassen, wenn man statt je eines Üeberleitungskanales im oberen und unteren Theil des Gehäuses deren je zwei in gewisser Entfernung von einander anordnet und diese Ueberleitungskanäle mit mehreren Niederdrückgeha'usen in Verbindung bringt. In diesem Falle müssen naturgemäfs andere Gröfsenverhältnisse bei den Niederdruckmaschinen in Anwendung kommen, so dafs die Spannung des Dampfes bei der ersten Expansion etwa um die Hälfte und bei der zweiten Expansion bis zu einer minimalen Endspannung reducirt wird.Now there is the path that one chamber of the high-pressure piston takes from the inflow opening from as far as the outflow opening in the housing, is about five times as long as the chamber itself, so it is possible the steam entrained in a chamber from the inflow opening in two periods to have its expansion effect exerted if instead of one transfer channel in each upper and lower part of the case, two each at a certain distance from one another arranged and these transfer channels with several Niederrückgeha'usen in connection brings. In this case, of course, other size ratios must be used for the low-pressure machines come into use, so that the tension of the steam in the first expansion by about half and in the second expansion is reduced to a minimum final stress.

Es -■ lassen sich auch eine ganze Anzahl von Niederdruckgehäusen unter einander noch durch Ueberleitungskanäle verbinden, so dafs der in ein Niederdruckgehäuse eintretende expandirende Dampf, bevor er an den Ausströmungskanal gelangt, in einem folgenden Niederdruckgehäuse zu einem gewissen Theil weiter expandiren kann.It - ■ can also be a whole number of Connect the low-pressure housings to one another by means of transfer channels, so that the in a low pressure casing entering expanding steam before passing to the outflow channel reaches, expand further to a certain extent in a subsequent low-pressure housing can.

Eine derartige Ausführungsform der Maschine wird durch die Fig. ι bis 3 veranschaulicht.Such an embodiment of the machine is illustrated by FIGS.

Wie aus den Fig/τ und 2 hervorgeht, sind fünf¹ Kapselgehäuse A auf einer Grundplatte neben einander befestigt. Die oberen Kolbenwellen b sind mit einander gekuppelt, während die unteren Wellen b^l einzeln durch Zahnräder cc¹ mit der gekuppelten oberen Welle in zwanglä'ufiger Verbindung stehen. Auf den aus den beiden äufseren Gehäusen hervortretenden Enden der Welle b sind zwei Schwungräder vorgesehen. In jedem Kapselgehäuse A, die unter einander gleiche Dimensionen haben, sind wie bei der vorbeschriebenen Maschine zwei Flügelkolben α α¹ untergebracht. Dieselben sitzen auf den Wellen b b¹ fest und greifen. infolge der Zahnradübertragung mit ihren Flügeln in einander.As can be seen from FIGS. ¹ and 2, five 1 capsule housings A are fastened next to one another on a base plate. The upper piston waves b are coupled to each other while the lower shafts b ^l separately through gears cc ¹ are coupled with the upper shaft in zwanglä'ufiger compound. Two flywheels are provided on the ends of the shaft b protruding from the two outer housings. In each capsule housing A, which have mutually identical dimensions, two ^{vane pistons α α 1 are} housed as in the machine described above. The same sit firmly on the shafts bb ¹ and grip. as a result of the gear transmission with their wings in each other.

Das erste Gehäuse links ist das Hochdruckgehäuse, während die übrigen alle Niederdruckgehäuse sind. Die Einströmung des Dampfes bezw. der Prefsluft erfolgt' im Hochdruckgehäuse durch das Rohr d. Der Dampf tritt hier in die jeweilig vor der Einströmungsöffnung befindliche Kammer und versetzt durch direclen Stofs abwechselnd den einen und den anderen Kolben in Drehung. Das in Wirksamkeit gewesene Dampfquantum, welches zuerst in einer Kammer des oberen Kolbens eingeschlossen mit herumgeführt wird, gelangt mit voller Spannung durch den Kanal e (Fig. 1) und Rohr e¹ (Fig. 2) in den Einströmungskanal g (Fig. 1) des ersten, neben dem Hochdruckgehäuse stehenden Niederdruckgehäuses, wobei der Dampf expandirt und seine Kraft zu einem gewissen Theil an den Kolben des ersten Niederdruckgehäuses abgiebt und denselben in Drehung versetzt. Es ist hierbei angenommen worden, dafs der Dampf auf den oberen Kolben des ersten Niederdruckgehäuses eingewirkt hat. Sobald eine Kammer des oberen Kolbens die Einströmungsöffnung g verlassen und ein Quantum Dampf von der reducirten Spannung in sich eingeschlossen hat, tritt die Kammer des Niederdruckkolbens mit dem Kanal h in Communication. Sobald dies geschehen ist, expandirt der hier eingeschlossen gewesene Dampf weiter und tritt durch die Rohre k in den Einströmungskanal des dritten Gehäuses. Derselbe Vorgang wiederholt sich bei jedem weiteren Gehäuse, bis die Spannung des Dampfes auf ein Minimum reducirt ist.The first housing on the left is the high pressure housing, while the rest are all low pressure housings. The inflow of steam respectively. the pre-air takes place in the high pressure housing through the pipe d. The steam enters the chamber in front of the inflow opening and, by direct material, alternately sets one and the other piston in rotation. The steam quantum that has been in effect, which is first enclosed in a chamber of the upper piston, passes with full voltage through the channel e (Fig. 1) and tube e ¹ (Fig. 2) into the inflow channel g (Fig. 1) of the first low-pressure housing standing next to the high-pressure housing, the steam expanding and giving off a certain part of its force to the piston of the first low-pressure housing, causing it to rotate. It has been assumed here that the steam acted on the upper piston of the first low-pressure housing. As soon as a chamber of the upper piston has left the inlet opening g and has enclosed a quantum of vapor from the reduced tension, the chamber of the low-pressure piston enters into communication with the channel h. As soon as this has been done, the steam that has been trapped here expands further and passes through the tubes k into the inflow channel of the third housing. The same process is repeated with every further casing, until the tension of the steam is reduced to a minimum.

Nun ist aber in der. Kammer des Hochdruckkolbens nach erfolgter einmaliger Expansion ein Quantum Dampf von der reducirten Spannung zurückgeblieben und weiter in dem Gehäuse herumgeführt worden. Bei der Weiterbewegung der Kammer des Hochdruckkolbens gelangte aber dieselbe mit dem Kanal m des Hochdruckgehäuses in Communication. Von hier aus führt ein Rohr in¹ (Fig. 2) in das Rohr h, welche 'in das dritte Niederdruckgehäuse einmündet. Es kann somit der aus dem Kanal m des Hochdruckgehäuses kommende Dampf gemeinschaftlich mit dem aus dem Kanal h des ersten Niederdruckgehäuses seine Kraft abgeben.But now is in the. In the chamber of the high-pressure piston, after a single expansion, a quantum of steam remained from the reduced tension and was led further around the housing. However, as the chamber of the high-pressure piston continued to move, it came into communication with the channel m of the high-pressure housing. From here a pipe leads in ¹ (FIG. 2) into pipe h, which 'opens into the third low-pressure housing. The steam coming from the channel m of the high-pressure housing can thus give off its power together with that from the channel h of the first low-pressure housing.

In derselben Weise wie das Hochdruckgehäuse mit dem ersten und zweiten Niederdruckgehäuse steht das erste Niederdruckgehäuse mit dem zweiten und dritten und das zweite Niederdruckgehäuse wieder mit dem dritten und vierten Niederdruckgehäuse in Communication, wobei darauf hingewiesen wird, dafs die gleiche Communication, wie in Fig. ι ersichtlich, durch die unteren Rohre für die Kammern der unteren Kolben vorgesehen ist.In the same way as the high pressure housing with the first and second low pressure housing stands the first low-pressure housing with the second and third and the second low-pressure housing again with the third and fourth low pressure housing in communication, being noted becomes that the same communication, as can be seen in Fig. 1, through the lower tubes for the chambers of the lower piston is provided.

Während also bei der erstbeschriebenen Ausführungsform der Dampf im Niederdruckgehäuse gleich bis zur Endspannung expandirt, erfolgt die Expansion bei der zweiten Ausführungsform in mehreren Abstufungen. Ent-So while in the first-described embodiment, the steam in the low-pressure housing expanded immediately to the final stress, the expansion takes place in the second embodiment in several levels. Development

sprechend diesen Abstufungen ist aber auch die Spannung der durch die Kanäle ρ zum Auspuff gelangenden Dampfreste, und der Gesammtnutzeffect stellt sich daher bei der zweiten Ausführungsform ein wenig ungünstiger als wie bei der erstbeschriebenen.The voltage of the steam residues reaching the exhaust through the ducts ρ is also corresponding to these gradations, and the overall useful effect is therefore a little less favorable in the second embodiment than in the first described.

Claims

Patent claim:

Rotating motor, consisting of two or more capsule works, characterized in that special discharge ducts (eo) leading to the second or to the other casings are arranged on the first or on several casings, their distance from one another and from the inflow and outflow duct is slightly more than the width of a piston chamber, so that any back pressure is avoided when the pressure medium overflows into another housing in order to utilize the expansion effect.

For this purpose ι sheet of drawings.