DE143903C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine, die durch irgend ein Druckmittel, z. B. uach durch ein explosives Gemisch, angetrieben werden oder als Pumpe dienen kann, ohne irgend welche wesentliche Abänderungen erleiden zu müssen.

Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht darin, innerhalb einer Kugel Räume von verschiedener Größe zu erzeugen.

Auf beiliegenden Zeichnungen ist die Erfindung dargestellt, und zwar sind Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen der Einrichtung. Fig. 3,4 und 5 zeigen die Einrichtung in Verwendung als Dampfmotor, wobei Fig. 3 ein Schnitt nach A-B der Fig. 5, Fig. 4 ein Schnitt nach C-D der Fig. 3 und Fig. 5 eine schaubildliche Darstellung ist. Die Fig. 6, 7 und 8 beziehen sich auf die Anwendung der vorliegenden Einrichtung auf eine Pumpe; Fig. 9 veranschaulicht den Fall, wenn ein Teil der Vorrichtung als Motor, der andere als Pumpe dient; Fig. 10 stellt einen Dampfmotor mit Expansion dar; Fig. 11 zeigt die Anordnung der Erfindung bei einem Explosionsmotor.

Es sei eine Kugel angenommen, deren größter Umfang m ist (Fig. 1). Tn dem Innern dieser Kugel sind zwei Scheiben α b und c d angeordnet, die je aus einem oder mehreren Stücken bestehen und welche beide durch den Mittelpunkt der Kugel gehen. Diese Scheiben sind in den Figuren durch ihre Mittenschnitte α b und cd angedeutet, weil die äußeren Oberflächen dieser Scheiben selbstverständlich irgend welche Formen erhalten können, um die Wirkung der Verteilung, die Expansion, die Herstellung der Verbindungen und Befestigungen zu erleichtern, sowie die schädlichen Räume zu vermeiden. Diese beiden Scheiben schneiden sich unter einem Winkel d, der zwischen o° und 90° betragen kann. Es sei angenommen, daß die Scheibe ab sich um ihre Achse χ χ (Fig. 2) dreht, die durch den Mittelpunkt der Kugel geht und senkrecht zu ihrer Mittelebene steht, und außerdem, daß die andere Scheibe c d sich um die Achse yy dreht, die die Scheibe unter einem Winkel β zwischen o° und 90⁰ schneidet. Der Winkel α wird durch die Achse yy und deren Projektion auf die Scheibe ab gebildet. Es ergibt sich dann:

1. Ist α = o°, so liegt yy in der Ebene a b.

2. Ist α = 90°, so fällt yy mit der Achse χ χ zusammen.

3. Ist β = o°, so liegt Achse yy in der Ebene cd.

4. Ist β = 90°, so steht Achse yy senkrecht auf der Mittelebene von c d.

Nimmt man irgend eine andere beliebige Stellung der Ebenen und der Achsen an, wie unter 4. angegeben, wobei vorausgesetzt ist, daß die eine der Scheiben (z. B. c d) durch einen in der anderen Scheibe a b angeordneten Schlitz geht, so sieht man, daß bei einer Drehung entweder der Scheibe α b um die Achse χ x, oder der Scheibe c d um die Achse yy die Größe des Raumes zwischen dem Teile c 0 der Scheibe cod und dem Teile ο b der Scheibe α ob (Fig. 1) wächst, bis er nach einer Drehung von i8o° die Größe c¹ ο b (Fig. 2) angenommen hat und hierauf während

des zweiten Teiles der Drehung vermindert wird, um nach einer vollständigen Umdrehung wieder die ursprüngliche Größe cob einzunehmen.

Aus denselben Gründen wird die Größe des Raumes aod nach einer Drehung um i8o° gleich demjenigen von aod¹ geworden sein, um hierauf nach beendeter Umdrehung wieder die ursprüngliche Größe aod einzunehmen.

ίο In dem unter 4. angegebenen Beispiele, bei welchem β = go° ist, wird die Wirkung gleich Null sein.

Zwecks Vereinfachung der in der Praxis anzuwendenden Anordnungen und der Zeichnungen sei im folgenden der Fall angenommen, in welchem β = o°. ist, d. h. in welchem die Achseyy in der Ebene der Scheibe c d liegt.

Im folgenden sei die Wirkungsweise der

vorliegenden Einrichtung bei einem Dampfmotor beschrieben (Fig. 3, 4, 5 und 10).

Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist^ befindet sich die Achse z. B. in der Ebene der Scheibe c d\ die Scheibe α b dreht sich im Sinne des Pfeiles I um ihre Achse χ χ, die auf ihr senkrecht steht.

Betrachtet man den oberen, über der Schnittlinie e f der beiden Scheiben c d und a b liegenden Teil der Scheibe c d, d. h. den in der oberen Kugelhälfte liegenden Teil, so sieht man, daß der Sektor eoc bedeutend kleiner ist als der Sektor co f. Läßt man nun Dampf in das Innere der Kugel einströmen, und zwar in den Kugelabschnitt, der von dem Teile e c gf der Scheibe c d und der Kugelwandung cgfa eingeschlossen ist, so sucht der Dampf die Scheibe c d um ihre Achse yy im Sinne des Pfeiles 2 zu drehen, da die von der Scheibe c d der Einwirkung des Dampfes dargebotenen Oberflächen auf beiden Seiten der Achse yy ungleich sind. Die Scheibe c d nimmt bei ihrer Drehung in der Richtung des Pfeiles 2 die Scheibe α b mit, welche sich im Sinne des Pfeiles 1 dreht.

Hat sich die Scheibe cd um i8o° gedreht, so ist die Größe des oben erwähnten Kugelabschnittes ecgfa angewachsen und ist nun gleich ecgfb.

Nach einer Drehung um 360⁰ hat der Kugelabschnitt seine ursprüngliche Größe wieder angenommen.

Die Dampfeinströmöffnung befindet sich bei h in der Kugelwandung, ebenso die Dampfausläßöffnung bei i. Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß die Öffnung h in dem Kugelabschnitt ecgfa, die Auslaßöffnung in dem Abschnitt ecgfb angeordnet ist. Das in den Kugelabschnitt ecgfa einströmende Druckmittel ruft eine Drehung der Scheibe c d in der oben bezeichneten Richtung hervor, während der in dein Abschnitt ecgfb eingeschlossene Dampf

durch Öffnung i entweichen kann. Es entsteht also eine fortgesetzte Drehung, die vermittels der Achseyy übertragen werden kann. Noch besser hierzu eignet sich die als Riemscheibe, Zahnrad oder dergl. ausgebildete Scheibe a b.

Zur Überwindung des toten Punktes, d. h. wenn die beiden Sektoren e ο c und foe einander gleich sind, können die sonst bei Motoren gebräuchlichen Vorrichtungen Anwendung finden.

Selbstverständlich vollziehen sich die eben erörterten Vorgänge in der Kugelhälfte auch in der unteren Kugelhälfte k in gleicher Weise, jedoch ist der Dampfeinlaß in den Quadranten eofdb, der Auslaß im Quadranten eof da angeordnet.

Unter diesen Umständen wird die Maschine mit voller Füllung arbeiten, d. h. der Dampf strömt so lange in den Arbeitssektor, bis der Dampf durch den Auspuff ζ entweichen kann.

Um nun eine Expansion des Druckmittels zu erzielen, kann man irgend eine von der Achse yy 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 cd oder α b einen Lappen / anordnen, welcher die Einlaßöffnung verschließt, bevor der Arbeitssektor den Dampf durch i auspufft.

An Stelle des Dampfes kann auch ein anderes Druckmittel, wie Druckluft, Wasser unter Druck und dergl., treten.

Wenn der Motor als Pumpe arbeiten soll, wird die Öffnung h mit dem Saugrohre, die Öffnung i mit dem Druckrohre in Verbindung gesetzt. Man könnte auch, um die Scheiben ab und cd in Drehung zu versetzen, die Achse der Scheibe c d mittels Zahnrädern ρ q antreiben (Fig. 6) oder mittels jedes anderen, hierzu geeigneten Übertragungsmittels. Es könnte ebenso auch der äußere Umfang der Scheibe a b verzahnt sein (Fig. 7), und diese durch ein Zahnrad r angetrieben werden, an Stelle dessen auch eine Riemenübertragung oder dergl, treten kann. Die Welle yy und die Scheibe a b könnten auch zugleich durch ein Zahnradvorgelege s t angetrieben werden (Fig. 8). Als Übertragungsmittel können überhaupt alle geeigneten Vorrichtungen Anwendung finden, ohne das Wesen der Erfindung zu ändern.

Ein großer Vorteil der vorliegenden Einrichtung besteht auch darin, daß in demselben Gehäuse ein Teil der Vorrichtung als Motor, der andere als Pumpe verwendet werden kann, denn es könnte z. B. die Halbkugel 4 (Fig. 9) als Motor, die Halbkugel 5 dagegen als Pumpe dienen. Auf der Halbkugel 4 müßten dann die Einlaß- und Austrittsöffnung für das Druckmittel und auf der Halbkugel 5 die Saug- und Drucköffnung angeordnet sein.

Der vorliegende Motor kann auch durch Hinzufügung einer Verbindungsleitung als Ex-

: plosionsmotor Verwendung finden. Fig. ii zeigt schematisch eine derartige Einrichtung.

Es treten in diesem Falle vier Kugelabschnitte in Tätigkeit, und zwar 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 die Abschnitte 7 und 8 durch eine Rohrleitung 12 miteinander verbunden sein. Es sind also bei dieser Vorrichtung die vier Takte bei einer einzigen Umdrehung vorhanden, so daß die Abmessungen des anzuwendenden Schwungrades bedeutend verringert und die Geschwindigkeit des Motors sehr verändert werden können.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Eine Kraftmaschine mit umlaufendem

   ao Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern eines Kugelgehäuses zwei unter einem Winkel von beliebiger Größe zueinander stehende kreisförmige Scheiben (a b, cd) angeordnet sind, von denen sich die erste um eine in ihrem Mittelpunkt senkrecht stehende Achse (x x) dreht, während sich die Scheibe (c d) um eine zu ihr unter einem beliebigen Winkel geneigte oder in gleicher Ebene der Scheibe liegende Achse (yy) dreht, wobei die Scheibe (ab) mit einem Schlitz für die andere Scheibe (c d) versehen ist.
2. 2. Eine Ausführungsform der Kraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang der einen Scheibe (c d) ein Lappen (I) angeordnet ist, zu dem Zweck, den Dampfeintritt vor Beendigung der Arbeitsperiode abzusperren und so eine Expansion des Druckmittels zu erzielen.
3. 3. Eine Ausführungsform der Kraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Kugelhälfte als Motor, die andere als Pumpe benutzt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.