DE1200069B - Waermekraftmaschine - Google Patents

Description

• Wärmekraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Wärmekraftmaschine als Antrieb von Uhr- und Schaltwerken, Zeitschaltern, Pumpen od. dgl. mit beheizbarer Bimetallspringfeder und mit ihr verbundener am Gehäuse befestigter Druckfeder sowie einem von der Bimetallspringfeder zu betätigendes Kraftübertragungsmittel, durch welches der Biegungs- oder Steigungsweg der Bimetallspringfeder in eine z. B. fortlaufende, drehende und/ oder hin- und hergehende Bewegung umformbar ist.
• Bekannte Wärmekraftmaschinen bestehen beispielsweise aus einem thermischen Schaltrelais mit einem Anker, der sich gegen eine Wärmeableitungsfläche legt.
• Bei einer anderen bekannten Wärmekraftmaschine wird durch einmaliges Anlegen einer Fläche eine Kühlung erreicht mit einem steten Wärmefluß von der zentrisch angeordneten Wärmeerzeugung in 1Ziichtung nach außen zur Kühlfläche, um eine weitere Ausdehnung des Bimetallstreifens zum Zwecke einer Minderung des Kontaktdruckes zu unterbinden, um so einen Gleichgewichtszustand zu erreichen.
• Bei einer anderen Wärmekraftmaschine nutzt man eine Bimetallfeder aus, um in fortlaufender Folge die Heizung für das Bimetall ein- und auszuschalten.
• Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, die zur Betätigung der Wärmekraftmaschine benötigte Wärme der Bimetallspringfeder möglichst wirksam zu übertragen. .
• Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der Bimetallspringfeder je eine Wärme zu- und Wärme abführende Ausschlagbegrenzungsfläche zugeordnet ist. Eine derartige erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich beispielsweise direkt mit einem Ölofen zuordnen, ohne daß es anderer, z. B. elektrischer Energiequellen bedarf; ein minimaler Anteil der Wärmeenergie des Ofens wird dabei in Arbeitsenergie umgesetzt und eine Ölpumpe zum Fördern des für den Ölofen erforderlichen Öles betrieben. Somit ist es möglich, mit einfachen Mitteln und geringstem Energieaufwand die erforderliche Ölzufuhr für einen Ölofen od. dgl. sicherzustellen.
• Im gleichen Sinne kann man mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch die Sonnenenergie ausnutzen.
• In Weiterentwicklung dieses grundlegenden Erfindungsgedanken wird vorgeschlagen, die Kontaktflächen der Wärme zuführenden bzw. Wärme abführenden Ausschlagbegrenzungsflächen so zu formen, daß sie sich der Form der Bimetallspringfeder anschmiegen. Dabei kann die Wärme zuführende bzw. Wärme abführende Ausschlagbegrenzungsfläche durch den Wärmefluß dämmende Mittel verbunden sein. Ferner kann die Wärme abführende Ausschlagbegrenzungsfläche eine an sich bekannte große Wärme abstrahlende Oberfläche, beispielsweise in Form von Kühlrippen aufweisen oder als Wärmeaustauscher ausgebildet sein. Zweckmäßig wird man der Bimetallspringfeder eine an sich bekannte Rückstellfeder zuordnen.
• Die Erfindung ist in den Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigt F i g. 1 den Erfindungsgegenstand mit einem einseitig eingespannten Bimetallelement, F i g. 2 eine gleiche Anordnung mit zweiseitig eingespannter und abgefederter Bimetallfeder, F i g. 3 ein mit Sonnenenergie betriebenes Anwendungsbeispiel und F i g. 4 eine durch den Erfindungsgegenstand angetriebene Pumpe.
• Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist mit 1 das Wärme zuführende Teil und mit 2 das Wärme abführende Teil bezeichnet. Die Bimetallfeder 3 ist an dem nicht weiter dargestellten Gehäuse 4 fest eingespannt. Die andere Seite der Bimetallfeder 3 ist mit der Druckfeder 5 verbunden, die sich auf dem anderen Ende auf das Festlager am Gehäuse 4 stützt. Am freien Ende des Bimetallstreifens ist eine mit der nicht dargestellten zu betätigenden Maschine verbindende Stange 6 in Kraft- oder Formschluß vorgesehen.
• Das Wärme zuführende Teil l und das Wärme abführende Teil 2 sind als seitliche Auflager für die Bimetallfeder 3 ausgebildet. Beim Umkippen der Bimetallfederkombination steht die jeweils an den beiden Auflagern anliegende Bimetallfeder 3 in den beiden Endstellungen wechselweise mit dem Wärme zuführenden Teil l und dem Wärme abführenden Teil 2 in Kontaktberührung. Im Ausführungsbeispiel liegt die Bimetallfeder 3 bei dem Wärme zuführenden Teil 1 auf, das mit der stabfönnigen Ausbildung 1 a in die Flamme eines nicht dargestellten Brenners hineinragt. Dabei wird die Bimetallfeder 3 aufgeheizt und springt bei abfallender Federwirkung, die in der Mittellage Null ist, schlagartig auf das Wärme abführende Teil 2 um, wobei die Federwirkung ihr Maximum erreicht. Am Teil 2 sind Kühlrippen 2a vorgesehen, welche die durch die Bimetallfeder 3 übertragene Wärme durch Konvektion und Strahlung ableiten. Nach Abkühlung springt die Bimetallfeder 3 in der beschriebenen Weise in die Ausgangsstellung zurück und der Vorgang wiederholt sich. Der Krafthub der Bimetallfeder 3 wird mittels der Stange 6 auf eine anzutreibende Maschine übertragen.
• F i g. 2 zeigt eine im Wesen ähnliche Einrichtung, bei der die Bimetallfeder 3 der beiderseits in am Gehäuse 4 abgestützten Federn 5 a und 5 b eingespannt ist. Entsprechend der hier in der Mitte den weitesten Ausschlag aufweisenden Bimetallfeder 3 ist die Form der Auflagefläche an den Teilen 1' und 2' vorgesehen. Die Stange 6' ist im Unterschied zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß F i g.1 durch eine konzentrische Bohrung beim Teil 2' hindurchgeführt.
• F i g. 3 ist ein Anwendungsbeispiel einer im Prinzip mit der vorgeschriebenen Ausführung identischen Wärmekraftmaschine dargestellt, die mit einer Lichtquelle betrieben wird. Die in die Linse 7 einfallenden Strahlen einer Lichtquelle, z. B. der Sonne, werden durch die Linse 7 gebündelt auf die Oberfläche 1 b des wärmezuführenden Teils 1' geworfen, wo Wärme absorbiert wird. Die Oberfläche 1 b kann in an sich bekannter Weise als schwarzer Körper ausgebildet sein.
• F i g. 4 stellt eine Membranpumpe dar, die von der in F i g. 2 prinzipiell aufgezeigten Wärrnekraftmaschine angetrieben wird. Wie in der Zeichnung ersichtlich, ist an den Kühlrippen 2 a' als Rotationskörper ausgebildeten Wärme abführenden Teils 2' mittels Stehbolzen 8 die Membranpumpe 9 befestigt. Die Membran 9 a steht mit dem Ende 6" der Stange 6' in formschlüssiger Verbindung. Im Gehäuseteil 9 b der Membranpumpe ist eine Druckfeder 10 angeordnet, die sich einerseits im Gehäuse 9b und andererseits auf einem mit der Stange 6 verbundenen Federteller 11 abstützt. Hierdurch wird der Saughub der Membranpumpe 9 unterstützt und die Stange 6' mit der Bimetallfeder in kraftschlüssiger Verbindung gehalten.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Wärmekraftmaschine als Antrieb von Uhr-und Schaltwerken, Zeitschaltern, Pumpen od. dgl. mit beheizbarer Bimetallspringfeder und mit ihr verbundener am Gehäuse befestigter Druckfeder sowie einem von der Bimetallspringfeder zu betätigenden Kraftübertragungsmittel, durch welches die Bewegung der Bimetallspringfeder in eine z. B. fortlaufende drehende und/oder hin- und hergehende Bewegung umformbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Bimetallspringfeder (3, 5; 3', 5a, 5b) je eine Wärme zu- und Wärme abführende Ausschlagbegrenzungsfläche (1, 2) zugeordnet ist.
2. 2. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen der Wärme zuführenden bzw. Wärme abführenden Anschlagbegrenzungsflächen so geformt sind, daß sie sich der Form der ausgelenkten Bimetallspringfeder anschmiegen.
3. 3. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme zuführenden bzw. Wärme abführenden Anschlagbegrenzungsflächen durch den Wärmefluß dämmende Mittel verbunden sind.
4. 4. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme abführende Anschlagbegrenzungsfläche eine an sich bekannte große Wärme abstrahlende Oberfläche (Kühlrippen) besitzt bzw. als Wärmeaustauscher ausgebildet ist.
5. 5. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallspringfeder in an sich bekannter Weise eine Rückstellfeder zugeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 1028 272, 97 447, 549167, 556155, 620 471, 649 254, 890 735, 906 727, 963 009; britische Patentschrift Nr. 619 910; österreichische Patentschrift Nr. 96 892.