DE110073C

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Publication number: DE110073C
Application number: DENDAT110073D
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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Die Erfindung betrifft Neuerungen an Kraftmaschinen, welche insbesondere bezwecken, die Construction und Arbeitsweise der mittelst Dampf, Gas oder anderem Mittel betriebenen Kraftmaschinen zu vereinfachen, und so eine möglichst hohe Geschwindigkeit zu erzielen. Nach der Erfindung wird zur Vertheilung des Druckmittels eine ununterbrochene Drehbewegung benutzt, welche von dem Arbeitskolben auf unmittelbar mit ihm verbundene Steuerungsorgane übertragen wird. . Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, sehr hohe Umdrehungsgeschwindigkeiten zu erzielen.

Bei der neuen Kraftmaschine wird also jeder Punkt auf dem Umfange des Kolbens eine spiralförmige Bahn beschreiben, an Stelle der Bahn einer geraden Linie, wie es bei den gewöhnlichen Maschinen mit hin- und hergehenden Kolben der Fall ist.

Fig. ι der Zeichnung zeigt in Ansicht, theilweise im Schnitt, eine gemäfs vorliegender Erfindung construirte stehende Dampfmaschine.

Fig. 2 ist eine Ansicht der Maschine, rechtwinklig zu Fig. ι gesehen.

F,ig. 3 zeigt im senkrechten . Schnitt den Cylinder in gröfserem Mafsstabe.

Fig. 4 giebt einen waagrechten Schnitt nach Linie x-x (Fig. 3) mit Weglassung des Kolbens und dessen Verbindungstheilen.

Fig. 5 zeigt eine Einzelansicht eines der durch die Drehbewegung des Kolbens bethätigten Ventile.

Fig. 6 zeigt in einem theilweisen Schnitt nach . Linie y -y (Fig. 1 nach rechts gesehen) die Vorrichtung zum Drehen des Kolbens.

Fig. 7 stellt einzelne Theile dieser Vorrichtung dar.

Fig. 8 stellt einen senkrechten Schnitt eines Cylinders mit einem Kolben dar, welch letzterer in einem sich drehenden, aber nicht längs beweglichen Futter arbeitet.

Fig. 9 und 10 sind waagrechte Schnitte nach den Linien x-x bezw. y-y (Fig. 8).

Fig. 11 ist .ein senkrechter Schnitt eines Cylinders, dessen Kolben mit dem Futter ein Ganzes bildet. und sowohl eine hin- und hergehende Bewegung, als auch eine Drehwegung ausführt.

Fig. 12 und 13 sind waagrechte Schnitte nach Linie x-x (Fig. 11).

Der Cylinder α der Maschine (Fig. 1) wird von Ständern α ^l auf einem Rahmen oder Gehäuse <z² getragen. Die Kolbenstange b¹ deshin- und hergehenden und gedrehten Kolbens b ist am unteren Ende mit der Kurbelstange c verbunden. Der Kurbelzapfen d liegt z. B. zwischen zwei Kurbelscheiben d¹ der Welle d'², auf welcher auch das Schwungrad d^s sitzt.

Zur Erzeugung der Kolbendrehbewegung dient im Wesentlichen ein Zahnrad e, welches am unteren Ende der Pleuelstange c befestigt und mit schraubenförmigen oder schrägen Zähnen e¹ versehen ist. Dieses Zahnrad wird von einer auf dem Kurbelzapfen d sitzenden Scheibe f mit spiralförmigen Zähnen f^l getrieben, die mit den Zähnen e¹ in Eingriff kommen. Die Einrichtung ist derart, dafs die Schneckenscheibe f, wenn der Kurbelzapfen d gedreht wird, das Zahnrad e treibt, welches

Claims

seine Drehbewegung auf die Pleuelstange c und die Kolbenstange bl nebst Kolben b überträgt. Die Einrichtung der Vertheilungsorgane und der zur Bethätigung derselben dienenden Mittel ist etwa folgende: In den Cylinderdeckeln as sind Ein- und Auslässe g gl vorgesehen; erstere stehen mit dem Dampfzuleitungsrohr g2, letztere mit dem Auspuffrohr g3 durch geeignete Kanäle g in Verbindung. Diese Ein- und Auslässe werden von Scheibenventilen h, etwa von planconvexer Form, welche in die Cylinderdeckel eingelassen sind, gesteuert. Eine Reihe von Oeffnungen h1 in diesen Ventilen wird abwechselnd den Ein- und Auslässen gegenüber gebracht. Die Anzahl Oeffnungen hx hängt von der relativen Drehgeschwindigkeit des Kolbens ab, d. h. von dem Uebersetzungsverhältnifs für das Zahnrad e; die Oeffnungen werden so angeordnet, dafs das rechtzeitige Öeffnen und Schliefsen der Cylinder-Ein- und -Auslässe gesichert ist. Die Getriebe ef bewirken im vorliegenden Falle z. B. eine einmalige Umdrehung des Kolbens bei- vier Umdrehungen der Kurbelwelle. Die Ventile h sind mit einander durch Stangen h2 verbunden, welche der Kolbenstange bλ parallel gerichtet sind und durch Bohrungen b2 des Kolbens hindurchgehen. Der . Kolben kann auf den Stangen h2 frei auf- und abgleiten und ertheilt ihnen und folglich den Ventilen die gewünschte Drehbewegung. Die Verbindung zwischen Kurbelzapfen d und Pleuelstange c wird, wie aus Fig. 6 ersichtlich, durch einen gekrümmten Arm c1 bewirkt, dessen Krümmung dem Zahnrad e freien Spielraum gewährt. Das obere Ende dieses Armes ist bei c2 gegabelt und mit einer Kappe oder einem Deckel c3 versehen, welche Theile die Pleuelstange c zwischen zwei Flantschen c4 umfassen. Diese Einrichtung gestattet der Pleuelstange c freie Drehung unter Aufrechterhaltung ihrer Verbindung mit dem Arm c1. Das untere Ende' des Armes c1 ist in ähnlicher Weise durch Theile c5 c6 c1 mit dem Kurbelzapfen d verbunden. Wenn der Kolben sich auf- und abbewegt, so wird diese Bewegung durch die Pleuelstange c und Arm c1 auf den Kurbelzapfen genau übertragen. Wenn der Kurbelzapfen rotirt, wird das Zahnrad e von der Scheibe/ gedreht und theilt seine Bewegung dem Kolben mit, während letzterer die Ventile h, wie oben beschrieben, dreht. Hierbei werden die Oeffnungen hJ nach, einander den Ein- und Auslässen g g ' gegenüber gebracht und die beiden Cylinderenden einmal mit dem Dampfzuleitungsrohr und einmal mit dem Auspuffrohr verbunden. Die vorliegende Maschine kann, ohne schädliche Vibrationen zu zeigen, mit viel höherer Geschwindigkeit laufen als die gewöhnlichen Maschinen mit hin- und hergehenden Kolben. Bei der in Fig. 8, 9 und 10 dargestellten Maschine sind die oben beschriebenen Drehventile in Wegfall gekommen und durch eine drehbare Hülse .oder ein Futter i ersetzt. Die Einlafs- und Auslafskanäle ggl sind im Cylinder selbst in der Nähe der Cylinderdeckel vorgesehen. Die Drehung des Kolbens wird in oben beschriebener oder in anderer geeigneter Weise bewirkt; die Drehung kann auf die Hülse beispielsweise mittelst einer Feder oder Zunge b3 im Kolben und eines entsprechenden Schlitzes oder einer Nuth il in der Hülse übertragen werden. An jedem Ende der Hülse ist . je eine Ventilöffnung z'2 vorhanden. Dieselben werden nach einander während der Drehung der Hülse dem Dampfeinlafs und dem Auspuff g gl gegenüber gebracht. Bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle findet in diesem Falle eine Umdrehung der Hülse statt. In Fig. 11, 12 und 13 ist die eben beschriebene Einrichtung derart abgeändert, dafs die Hülse oder das Futter durch ein Paar breite und verhältnifsmäfsig dünne höhlcylindrische Verlängerungen &4 des Kolbens gebildet wird. In diesen Verlängerungen befinden sich die zum Oeffnen und Schliefsen des Dampf- Ein- und -Auslasses dienenden Oeffnungen b5. Die Cylinderdeckel α3 haben', wie Fig. 11 zeigt, etwa der Kolbenform angepafste Schlüsselform, so dafs zwischen den Cylinderdeckeln und der Cylinderwandung je ein Ringraum α4 freibleibt. Da der Kolben sowohl eine Drehbewegung als auch hin- und hergehende Bewegung empfängt, so beschreiben die Oeffnungen b5 eine spiralförmige Bahn, wobei sie mit den in verschiedenen Ebenen gelegenen Ein- und Auslässen gg1 nach einander zur Deckung kommen. Pa τ ε ν τ - A ν s ρ R ü c η ε :

1. Kraftmaschine mit hin- und hergehendem Kolben, dadurch gekennzeichnet, dafs die Vertheilung des treibenden Mediums auf beiden Kolbenseiten durch mit dem hin- und hergehenden Kolben verbundene, sich stets in der gleichen Richtung drehende Schieber erfolgt, die ihre Drehbewegung von dem ununterbrochen in gleicher Richtung gedrehten Kolben empfangen.

2. Kraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs die continuirliche Drehbewegung des Kolbens während dessen Hin- und Herganges durch eine auf dem Kurbelzapfen (d) sitzende Schneckenscheibe^j und ein mit Schraubenzähnen (e ¹J versehenes, auf der Pleuelstange (c) sitzendes Zahnrad (e) erzielt wird.

3. Kraftmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ventilscheiben (hj, welche

mit Oeffnungen (h^l) versehen sind und mittelst durch den Kolben hindurchtretender Stangen (Tz²J verbunden sind.
4. Kraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs die Ventile durch eine mit dem Kolben durch Nuth und Feder verbundene und mit Oeffnungen (P) versehene Hülse (i) ersetzt, welche mit dem Kolben gedreht wird.

5. Kraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs die in Anspruch 4 erwähnte Hülse zu dünnen, mit Oeffnungen (b^h) versehenen Kolbenverlängerungen (b*) ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.