DE14817C - Neuerungen an rotirenden Maschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

KLASSE 59: Pumpen.

Meine Erfindung bezieht sich auf Neuerungen an rotirenden Maschinen, welche durch Dampf, comprimirte Luft, Wasser oder Gas getrieben werden können und welche als Druck- und Saugpumpe, Wassermesser, Gebläse, Exhaustor oder als hydraulischer Apparat, um den Rücklauf bei grofsen Geschützen zu verhindern, und zu anderen Zwecken verwendet werden können.

Die Maschine besteht aus drei oder mehr Kolben (ich wende vorzugsweise vier Kolben an), welche sich in einer cylindrischen Kammer drehen.

Die Kammer oder der Cylinder ist excentrisch zur Triebwelle oder der bewegten Welle angebracht, wenn die Maschine als Ventilator, Gebläse oder Saugapparat angewendet wird.

Die Kolben werden durch eine Scheibe oder deren Aequivalent mit der Welle verbunden.. Diese Scheibe wird auf die Welle gekeilt und mit Radialschlitzen oder Führungen versehen, durch welche die Kolben so mit der Scheibe verbunden sind, dafs das Ganze sich gleichzeitig dreht und die Kolben beim Drehen sich der Axe nähern oder sich davon entfernen. Die Kolben bilden Segmente des ringförmigen Raumes, in welchem sie sich drehen. Die Länge der Segmente oder Kolben wird je nach deren Anzahl und der Excentricität der Kammer, in welcher sie sich drehen, so angeordnet, dafs die Flächen zweier Segmente oder Kolben dicht zusammenstehen, sobald sie in die Nähe der Welle kommen, der Raum zwischen denselben sich aber regelmäfsig erweitert, wie sich die Kolben von der Welle entfernen.

Eine Scheidewand oder ein Vorsprung ist im Cylinder selbst nicht angebracht, vielmehr drückt der Dampf gleichmäfsig auf die vorderen sowie die hinteren Flächen der Kolben, jedoch mit ungleicher Wirkung wegen der Ungleichheit der Hebellänge, welche durch die gröfsere Entfernung des einen Kolbens im Verhältnifs zum anderen von der Welle herrührt. Der Cylinder ist mit Ein- und Auslassöffnungen versehen, und sind erstere so angeordnet, dafs der Dampf abgeschnitten wird, während der Zwischenraum zwischen den Kolben sich vermehrt, so dafs der Dampf unter Expansion wirkt.

Wird der Apparat als Motor angewendet, so ziehe ich es vor, die Cylinder und Kolben doppelt anzuwenden mit einer einzigen radial geschlitzten Scheibe, um die beiden Cylinder zu trennen. Die Kolben werden paarweise an entgegengesetzten Seiten der Scheibe durch Zapfen, welche durch die Radialschlitze laufen, befestigt.

Fig. ι ist eine Ansicht meiner rotirenden Maschine.

Fig. 2 ist ein Querschnitt von Fig. 3 nach der Linie 1-1. Es ist hierbei angenommen, dafs die Kolben in der durch die punktirte Linie in Fig. 3 gezeigten Stellung stehen.

Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie 2-2 in Fig. i.

Fig. 4 zeigt einen der Cylinderdeckel mit abgenommenem Ring, um das Ventil zu zeigen.

A ist die Welle, B der Cylinder oder die doppelte ringförmige Kammer, welche excentrisch zur Welle angeordnet ist. Die Welle A dreht sich in den Lagern B^z, welche auf den Cylinderdeckeln angegossen und mit Stopfbüchsen versehen sind.

C ist die concentrische Scheibe, welche auf die Welle A gekeilt ist. Um jede Bewegung der Scheibe auf der Welle zu verhindern, ist die Welle mit einer aufgeschmiedeten Nabe versehen. Diese Nabe ist mit Gewinde versehen und ein entsprechendes Gewinde in die Nabe der Scheibe geschnitten, welche auf die Welle geschraubt und durch Keile darauf festgekeilt wird.

Diese Scheibe ist von solchem Durchmesser, dafs dieselbe als innerer Deckel dient, um die beiden Cylinder B von einander zu trennen.

Die Scheibe ist von einer cylindrischen Kammer D umgeben, in welcher sie sich dreht. Diese Kammer besitzt einen gleichen Durchmesser mit der Scheibe.

Der Theil der Kammer aufserhalb des Cylinders B ist vorzugsweise aus einem Stück mit diesem· gegossen, während die anderen Theile der Kammer aus verschiedenen Stücken des Cylinderdeckels B^ gebildet sind.

Die Scheibe pafst genau in die Kammer und dreht sich dampfdicht in derselben. E sind die vier Kolben, welche je ein Segment des ringförmigen Cylinders B bilden, in welche dieselben genau eingepafst sind, so dafs sie einen dichten Abschlufs bilden.

Diese Kolben sind mit geeigneter metallischer Liderung oder mit einer Liderung aus Leder versehen, im Falle der Apparat als Wassermotor, Wassermesser oder Zähler oder Pumpe angewendet wird.

Die Kolben sind in zwei Reihen symmetrisch an der entgegengesetzten Seite der Scheibe C angeordnet, mit welcher sie paarweise in folgender Weise verbunden sind.

Die Scheibe C ist mit Radialschlitzen C¹ versehen, welche von nahe der Welle A bis nahe der Peripherie der Scheibe reichen oder eine genügende Länge für die Bewegung der Segmente oder der Kolben in dem excentrisch angeordneten Cylinder besitzen und halten die Verbindung zwischen Kolben und Scheibe aufrecht.

G sind Metallstücke, welche in die Radialschlitze C¹ passen und darin gleiten. H sind die cylindrischen Bolzen, welche in den Metallstücken G befestigt sind und auf jeder Seite derselben hervorragen. Dieselben sind in den Kolben E gelagert, welche sich um die Bolzen H drehen können und die verschiedenen winkligen Stellungen in Uebereinstimmung mit den Radialschlitzen C¹ einnehmen, welche von der Excentricität der Hublinie derselben herrühren, oder die Bolzen H können in den Kolben befestigt werden und sich in den Metallstücken G drehen.

Wenn die Scheibe vollständig durch die Radialrinnen unterbrochen ist, müssen die Segmente oder Kolben von solcher Länge sein, dafs sie jederzeit die entsprechenden Rinnen decken, welche über die Kammer oder den ringförmigen Cylinder laufen, so dafs jedes Entweichen von Dampf aus den Rinnen verhindert wird.

> J und K, Fig. 4, sind die Ein- und Auslafsröhren, welche mit den Ein- und Auslafskanälen im Deckel des Cylinders B in Verbindung stehen.

LL¹, Fig. 4, ist eine ringförmige Rinne in der äufseren Fläche eines jeden Cylinderdeckels B¹ den Cylinderenden gegenüber. MM sind Ringe, welche aufserhalb des Deckels B¹ gebolzt sind und die Rinnen ZZ¹ decken, h ist eine Brücke in der Rinne gegenüber dem Punkt, wo der Cylinder der Welle zunächst steht. Die Röhren JK stehen mit den beiden Enden ZZ¹ der Rinne in Verbindung und laufen an den entgegengesetzten Seiten der Brücke b durch den (Zylinderdeckel hindurch, η η¹ sind eine Reihe Oeffnungen, welche von der Rinne LL¹ aus durch den Deckel B¹ in den Cylinder führen. Jede Reihe fängt nahe der Brücke b an und setzt sich in gleichen Entfernungen in entgegengesetzten Richtungen fort. Die Entfernung zwischen den letzten Oeffnungen der beiden Reihen η η¹ ist etwas gröfser als der Maximalzwischenraum zwischen den Kolben E, so dafs die Ein- und Auslafsöffnimgen nicht zu gleicher Zeit mit demselben Räume communiciren können. O ist ^v das Segment eines Ringes, welches den mittleren Theil der Rinne ausfüllt. Dasselbe ist länger, als die Entfernung zwischen den letzten Oeffnungen der beiden Reihen η n^l und gleitet dampfdicht in der Rinne, so dafs ein Ventil gebildet wird, um die Einlafs- von den Auslafsöffnimgen zu trennen und so, dafs einige der Oeffnungen einer oder beider Reihen gedeckt werden. Dieses Ringsegment ist mit versenkter Verzahnung versehen, in welche ein Trieb P greift. . Dieser Trieb sitzt auf einer kurzen Welle P¹, welche dampfdicht in der Hülse / läuft, welche auf dem Ring M gegossen ist. Um ein gleichzeitiges und gleichmäfsiges Adjustiren der beiden Ventile an den entgegengesetzten Enden des Doppelcylinders zu bewirken, stehen die beiden Wellen P¹ durch Kegelräder und durch die Welle R mit einander in Verbindung.

Durch Verschieben des Ventils O nach der einen oder der anderen Richtung werden einige Oeffnungen der einen Reihe gedeckt und gleichzeitig einige Oeffnungen der anderen Reihe freigegeben. Durch Adjustiren des Ventils, um mehr oder weniger die Einlafsöffnungen zu decken, wird der Dampf früher oder später abgeschnitten, indem die Kolben die letzten Oefifnungen der Einlafsreihe passiren.

Die Maschine wirkt daher mehr oder weniger unter Expansion durch das Abschneiden, bevor die Räume zwischen den Kolben ihre Maximalgröfse erreichen. Um die Maschine umzusteuern,

ist es nur nothwendig, ^" als Einlafs- und _/als Auslafsrohr anzuwenden und die Ventile entsprechend zu adjustiren. Eine passende Anordnung zu diesem Zweck ist ein Vierweghahn oder Ventil S, Fig. i, welcher mit den beiden Paar Röhren JJKK in Verbindung steht. Durch Drehen des Hahnes kann- jedes Paar der Röhren J oder K mit dem Dampfrohr und das andere Paar, mit dem Ablafsrohr verbunden werden. Die Maschine kann in einem geeigneten Gestell angebracht und in jeder beliebigen Stellung angewendet werden. In der Zeichnung habe ich Kolben und Cylinder von rechteckigem Querschnitt gezeigt, man kann jedoch Kolben von kreisförmiger, halbkreisförmiger oder anderer Form anwenden, und erhalten die Cylinder eine entsprechende Gestalt.

Man · kann auch eine andere Ventilanordnung anwenden.

Fig. 5 ist der Verticalschnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 6, eines Messers für Wasser oder andere Flüssigkeiten, welcher nach gleichem Princip construirt ist.

Fig. 6 ist eine Oberansicht von Fig. 5 mit abgenommenem Deckel und Zählwerk und mit einem Theil der Scheibe, abgebrochen, um die tiefer liegenden Theile zu zeigen.

Bei dieser Anordnung ist nur ein sehr geringer Druck erforderlich, um den Zählapparat zu bewegen. Ein einziger Cylinder und ein Satz Kolben genügen, und ziehe ich es vor, die Maschine horizontal anzuordnen, so dafs die drehbare Scheibe den Deckel zum excentrischen Cylinder bildet.

Die Scheibe wird durch ihr eigenes Gewicht und den Druck des Wassers oder anderer Flüssigkeit fest auf dem Cylinder gehalten. B ist ein solides Gufsstiick mit einer ringförmigen Rinne b in der Oberfläche. Diese Rinne ist vorzugsweise in halbrunder Form, hergestellt. C ist die Scheibe mit den Radialschlitzen C¹, welche sich auf einer Spindel A excentrisch zu der Rinne b dreht. E sind die Segmente oder Kolben, welche in die Rinnen b passen. G sind die Metallstücke, welche verschiebbar in den Rinnen C¹ angeordnet und durch die Zapfen H mit den Kolben verbunden sind. L ist das Zählwerk. von beliebiger Construction , um die Drehungen der Scheibe C anzuzeigen. Das Zählwerk wird durch eine Spindel a, welche mit der Spindel A der Scheibe verbunden ist und durch eine Stopfbüchse im Deckel M läuft, getrieben. Der Deckel M wird auf das Gufsstück B geschraubt oder auf demselben anderweitig befestigt und umschliefst die Scheibe C. In diesem Falle steht das Einlafsrohr J mit dem Räume innerhalb des Deckels in Verbindung. Mehrere Einlafskanäle i stehen mit dem Raum in Verbindung und führen nach einem Kanal V am Boden der Rinne b, um Wasser nach den Räumen zwischen den Kolben einzulassen, bis diese Räume ihre Maximalgröfse erreicht haben. k ist der Auslafskanal, welcher am Boden der Rinne b symmetrisch zum Kanal V angeordnet ist.

Um die in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Maschine als Gebläse oder Exhaustor' anzuwenden, ist es nur nothwendig, die Welle A durch einen passenden Motor zu treiben und das Einlafs- oder Auslafsrohr mit dem Raum, wo die Luft ausgesogen oder eingetrieben werden soll, in Verbindung zu setzen.

Soll die Maschine aber als Pumpe angewendet werden, so ist es erforderlich, das Ventil O zu entfernen und dasselbe durch ein kurzes Segment zu ersetzen, so dafs die beiden Reihen von Oeffnungen η n^l von einander getrennt, jedoch völlig unbedeckt gelassen werden, weil die Flüssigkeit sich nicht zusammendrücken läfst und nicht expandirt.

Um die Maschine als hydraulischen Buffer oder Apparat anzuwenden zur Aufnahme des Rücklaufes schwerer Geschütze, wende ich die zuletzt beschriebene Anordnung an. Die Maschine wird an beiden Seitentheilen der Laffete angebracht und die Welle an beiden · Enden darin befestigt. Der Umfang des Cylindermantels D ist verzahnt und steht mit einer an der Plattform des Geschützes befestigten Zahnstange in Eingriff. Anstatt dafs die beiden Einlafs- und Auslafsröhren mit einander, wie oben erwähnt, verbunden sind, ist jedes Einlafsrohr J mit dem Auslafsrohr desselben Cylinders verbunden. Ein Hahn ist angebracht, um die Circulation des Wassers oder der anderen Flüssigkeit, mit welcher der Apparat gefüllt ist, mehr oder weniger zu hemmen. Die Circulation der Flüssigkeit wird durch das Drehen des Cylinders B um die Welle A und durch die Kolben E erzeugt. Anstatt eine Verzahnung anzuwenden, kann der Umfang von D eine Rolle oder Scheibe oder ein Kettenrad bilden und eine Kette oder ein Seil darauf befestigt werden.

Anstatt die Welle A unbeweglich und den Cylinder beweglich anzuordnen, kann der Cylinder fest sein und die Welle sich in Lagern in den Seiten der Laffete drehen; auch kann man Riemscheiben oder Getriebe an den äiifseren Enden anwenden, welche mit den Ketten oder den Zahnstangen in Eingriff stehen, wie bei anderen rotirenden, hydraulischen Apparaten der Fall.

Claims (4)

1. P ATENT-AN SPRÜCHE:

   i. Eine rotirende Maschine, ein Flüssigkeitsmesser, ein Gebläse, Exhaustor oder hydraulischer Buffer, bei welchen sich Kolben E in einer ringförmigen Kammer B excentrisch zu einer Welle oder Spindel A drehen, mit welcher Welle A die Kolben E so verbunden

   sind, dafs sie sich mit der Welle A drehen oder durch letztere gedreht werden.
2. 2. Eine rotirende Maschine, ein Flüssigkeitsmesser oder ein hydraulischer Buffer, bei welchen der Dampf oder andere flüssige Substanz auf die entgegengesetzten Flächen der beiden einander folgenden Kolben E an ungleichen Hebelarmen wirkt, so dafs das Drehen der Welle A ohne die Anwendung beweglicher Vorsprünge oder Scheidewände im Cylinder B erzeugt wird.
3. 3. Die Combination der Welle A, der ringförmigen Kammer oder des Cylinders B, excentriscli zu dieser Welle A angeordnet, der segmentartigen Kolben E, welche sich in der Kammer oder in dem Cylinder B drehen, der radial geschlitzten Scheibe C, welche concentrisch auf der Welle A befestigt ist und als Deckel zu der excentrisch angeordneten, cylindrischen KammerZ? dreht, und der Verbindungen zwischen der Scheibe C und den Kolben E, wenn so construirt wie oben beschrieben.
4. 4. Die Combination einer einzigen Welle A, doppelten Kammern oder Cylindern B excentrisch zu dieser Welle A, zwei Satz segmentartiger Kolben E, welche sich in den Kammern oder Cylindern B drehen und einer einzigen radial geschlitzten Scheibe C, welche concentrisch auf der Welle A befestigt ist, sich zwischen diesen beiden excentrisch angeordneten Kammern oder Cylindern B dreht und als innerer Deckel zu beiden Kammern B dient, sowie die Verbindungen zwischen der Scheibe C und den Kolben E, wenn so construirt und angeordnet wie oben beschrieben.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.