DE235175C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 235175 KLASSE Ub. GRUPPE

in NEW YORK.

Kraftmaschine mit kreisenden Kolben. Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Dezember 1907 ab.

Es ist bereits eine große Anzahl von rotierenden Dampfmaschinen bekannt, deren Kolben aus einer exzentrisch angeordneten, in einer kreisförmigen Kammer umlaufenden Scheibe besteht. Diese Ausführungsformen haben sich jedoch nicht einbürgern können, weil vor allen Dingen ein dampfdichter Abschluß zwischen Kolben und Gehäuse nicht erzielt worden ist. Es findet bei ihnen nämlich nur eine Linienberührung zwischen dem Umfang der Kolbenscheibe und der Wandung des Gehäuses statt, welche nicht dampfdicht hergestellt werden kann. Erfinder hat nun einen völlig neuen Weg beschritten, indem er eine völlige Dichtung zwischen Kolben und Gehäuse herstellt, so daß jede zusätzliche Dichtung fortfallen kann.

Zu diesem Zweck ist der exzentrisch angeordnete Kolben an dem schwingenden, fön ihm getragenen Gehäuse angeordnet, welches lediglich dazu dient, den Dampf in seine rechten Kanäle zu leiten. Die eigentliche Dampfkammer liegt nicht zwischen Gehäuse und Kolben, sondern zwischen Gehäuse, Kolben und einem festen, außerhalb des Deckungskreises des Kolbens befindlichen Anschlag.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt, und zwar ist Fig. 1 ein senkrechter Schnitt durch die Maschine, so daß der KoI-ben, das Kolbengehäuse und die Hilfskammern ersichtlich sind. Fig. 2 ist ein wagerechter Schnitt nach der Linie x-x der Fig. i. Fig« 3 ist ein senkrechter Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Maschine, und Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie y-y der Fig. 3.

In den Fig. 2 und 4 ist der Kolben in Ansicht (nicht im Schnitt) dargestellt und in der letztgenannten Figur ist gleichfalls das Einlaßrohr und die zugehörige Stopfbüchse ungeschnitten geblieben.

Zunächst bezugnehmend auf die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform ist 1 der Rahmen der Maschine, welcher mit einer Grundplatte 2 versehen ist, und welcher auch gleichzeitig ein Gehäuse für die ganze Maschine bildet. Eine Seitenplatte 3 wird in geeigneter Weise, an dem Gehäuse befestigt und schließt die arbeitenden Teile vollkommen ab. Die Welle 4 der Maschine liegt in geeigneten Lagern 5 und 6 des Gehäuses und der Seitenplatte, und es sind Stopfbüchsen 7 und 8 mit den Packungen 9 vorgesehen, welche einen dichten Abschluß der Welle geben und somit ein Austreten von Dampf verhindern. Auf dieser Hauptwelle der Maschine sitzt die Kolbenscheibe 10, welche, wie Fig. 1 zeigt, aus einer Metallscheibe herausgeschnitten ist, so daß ein Kolbenkopf 11 mit den seitlichen Flanschen 12 und ein Ansatz 13 auf der gegenüberliegenden Seite entstehen, wobei die äußeren Umflächen des genannten Ansatzes und des Kolbenkopfes nach demselben Kreisbogen gekrümmt sind. Die Kolbenscheibe sitzt exzentrisch auf der Hauptwelle, jedoch so, daß der Kolbenkopf sich konzentrisch mit der Welle dreht. Ein zylindrisches hohles Gehäuse 14 ist für den Kolben vorgesehen, in welchem derselbe umläuft, wobei ein dampfdichter Abschluß zwi- · sehen beiden hergestellt wird, und es sind noch Kammern auf jeder Seite des Kolbenkopfes in

dem genannten Gehäuse vorgesehen, die finden Druck und für den Auspuff dienen, je nach der Drehrichtung des Kolbens. Eine Reihe von Hilfskammern 15 ist rund um das Gehäuse angeordnet, und öffnungen 16 führen von diesen Kammern nach der Innenseite des Gehäuses, so daß beim Betrieb der Maschine die Hilfskammern einen Teil der Druck- und Auspuffkammern bilden, wenn sie nicht durch den Kolben verschlossen sind. Das Gehäuse 14 ist ein schwingendes Gehäuse und wird durch den Kolben bewegt, und zwar hat während der Drehung des Kolbens das Gehäuse eine ' exzentrische Bewegung um die Hauptwelle der Maschine.

Die Hilfskammern der Maschine bestehen im wesentlichen aus hohlzylindrischen Räumen, die durch die Flansche 17 gebildet werden, welche mit dem schwingenden Gehäuse aus einem Stück gegossen sind. In. diesen Flanschen befinden sich Hülsen 18, deren eines Ende abgerundet ist und sich dicht an die Kammer anschmiegt, so daß ein dampfdichter Abschluß gebildet wird. In diesen Hülsen befinden sich die Tauchkolben 19 mit geeigneten Packungsringen 20 für die Abdichtung zwischen beiden. Die äußeren Enden dieser Tauchkolben sind auf den Zapfen 21 drehbar gelagert, und ein zentral angeordneter Kanal 22 verbindet die Hilfskammern mit einer flachen Aussparung 23 des Zapfens 21, wobei diese Aussparung so bemessen ist, daß die Flächen zweier derartiger Aussparungen etwa gleich derjenigen Fläche des Gehäuses sind, welche einen Teil der Kammer bildet. Der Zweck dieser Aussparungen ist der, den Druck auf beiden Seiten des Gehäuses auszugleichen, so daß das Gehäuse frei von dem Kolben getragen wird, ohne irgendwelche beträchtliche Reibung, und somit der ganze Druck des Treibmittels benutzt wird für den Antrieb der Maschine. Es ist klar, daß durch diese Bauart nicht nur das schwingende Gehäuse ausgeglichen wird, sondern auch die Kolben 19, so daß dieselben sich gleichfalls frei bewegen, während die vollen Teile der Zapfen 21 feste Widerstände für das Treibmittel beim Betrieb der Maschine bilden. Es ist somit ein beweglicher Kolben und eine Kammer mit festem Widerlagr außerhalb des Weges des Kolbens vorgesehen und außerdem eine Anzahl beweglicher, ausgeglichener Teile, welche das Gehäuse und die Kolben 19 umfassen. Die Drehrichtung des Kolbens hängt vollständig davon ab, zu welcher Seite des Kolbens Dampf zugelassen wird, und bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform wird der Dampf oder ein sonstiges Treibmittel durch das Rohr 24 zu einem durch die Hauptwelle hindurchgehenden und zu der Öffnung 25 führenden Kanal gelassen, welcher mit der Dampfkammer auf der oberen Seite der Kolbenscheibe in Fig. 1 in Verbindung steht. Sobald der Dampf dieser Kammer zugeführt wird, füllt sie sich mit ihm an und die zwei mit ihr in Verbindung stehenden Hilfskammern gleichfalls, wobei der Druck bewirkt, daß der Kolben sich in Richtung der Uhrzeigerbewegung dreht, wobei der Kolben hintereinander die Öffnungen der Hilfskammern so öffnet und schließt, daß stets zwei derselben in Verbindung mit der Kammer stehen, während zwei andere mit der gegenüberliegenden Auspuffkammer in Verbindung stehen und zwei Kammern vollständig abgeschlossen sind. Der Kanal 26 des Kolbens verbindet einen Kanal 27 auf der anderen Seite der Hauptwelle mit dem Auspuffrohr 28, wobei die Verbindung durch eine mit Stopfbüchse versehene Aussparung 29 hergestellt ist; dadurch wird ein ständiger Auspuff ermöglicht. Der Druck des Treibmittels bewirkt eine Drehung der Kolbenscheibe und gleichzeitig eine exzentrische Bewegung des Gehäuses 14 um die Hauptwelle herum. Hierbei schwingen die Tauchkolben 19 auf ihren festen Zapfen, und die über ihnen sitzenden Hülsen gleiten auf den Kolben, wodurch diese Hülsen gleichfalls schwingen und die Kammern ein veränderliches Volumen während der Drehung der Maschine erhalten.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 ist wieder der Hauptrahmen mit i, die Grundplatte desselben mit 2, die seitliche Deckplatte mit 3, die Hauptwelle mit 4, deren Lager mit 5 und 6 und die zugehörigen Stopfbüchsen mit 7 und 8 bezeichnet. '

Die Gestalt des Kolbens ist ähnlich der bei der ersten Ausführungsform, und das Kolbengehäuse 14 ist gleichfalls ähnlich gebaut. Bei dieser Abänderung der Maschine sind jedoch die Kammern mit festen Seitenwänden versehen, welche mit dem schwingenden Gehäuse aus einem Stück bestehen, und anstatt der Tauchkolben 19 der vorigen Ausführungsform sind hohle Hülsen 28 vorgesehen, welche dicht sich an die Innenwände der Hilfskammern anlegen und während der Bewegung des Gehäuses in denselben gleiten. Diese Hülsen sind unten auch mit flachen Flanschen 29 versehen, welche mit Gleitführungen auf den inneren Flächen des Rahmens 1 in Berührung stehen, und sie werden in ihrer Stellung durch Winkelplatten 30 gehalten, die an dem Rahmen so befestigt sind, daß ein dampf dichter Abschluß zwischen diesen Teilen entsteht, während gleichzeitig eine seitliche Bewegung der mit Flanschen versehenen Zylinder möglich ist. Hierdurch ist es dem Gehäuse gestattet, dem Kolben während seiner Drehung zu folgen, während gleichzeitig die Hilfskammern mit der Druck- und der Auspuffkammer in Verbindung stehen und das Fassungsvermögen dieser Kammern sich je nach der Lage der Teile ändert. Unten an

den genannten geflanschten Kammern sind Aussparungen 31 vorgesehen, und zwar ist die gesamte Fläche zweier solcher Aussparungen gleich der Fläche des vom Dampf getroffenen Gehäuses, so daß diese Aussparungen dazu dienen, die Teile auszugleichen, genau in derselben Weise wie bei der ersten Ausführungsform.
Es ist klar, daß eine derartige Kraftmaschine in jeder Richtung laufen kann, je nachdem der Dampf bzw. das Triebmittel der einen oder der anderen Kolbenseite zugeführt wird. Die Wirkungsweise dieser zweiten Ausführungsform ist ähnlich der der ersten. Angenommen, der Dampf wird der rechten Seite des Kolbens (Fig. 3) zugeführt, so ist die Druckkammer der auf der rechten Seite der Kolbenscheibe liegende Raum, der in Verbindung mit den beiden Hilfskammern 32 und 33 steht. Die Wirkung des Dampfdruckes dreht den Kolben entgegengesetzt der Richtung des, Uhrzeigers, und bei dieser Drehung des Kolbens folgt das schwingende Gehäuse demselben; wenn die Hilfskammer am oberen Ende der Maschine mit der Druckkammer in Verbindung steht, so ist die zweite Kammer hinter ihr abgeschlossen, und somit besteht jederzeit die Druckkammer aus dem zwischen Gehäuse und Kolben liegenden Teil auf der einen Seite des Kolbens und zwei Hilfskammern. Das feste Widerlager wird in diesem Falle gebildet aus den vom Dampf getroffenen Teilen des Hauptrahmens 1, welche innerhalb der Hülsen liegen, und die Hülsen sowohl als auch das Kolbengehäuse können sich frei bewegen, da jeder Druck auf sie ausgeglichen ist. Es sei noch bemerkt, daß während der Zeit, in welcher die Hilfskammern in Verbindung mit der Auspuffkammer des Kolbens stellen, bei beiden Ausführungsformen das Volumen dieser Kammern während der Drehung des Kolbengehäuses verringert wird, wodurch das Auspuffen des Dampfes unterstützt wird. Die Zuführung des Dampfes zwischen der Kolbenkammer unter gleichmäßigem Druck bewirkt ein gleichmäßiges Drehungsmoment auf den Kolben während Seines ganzen Umlaufes. Auf der anderen Seite des Kolbens bildet der Zwischenraum zwischen Kolben und Gehäuse eine Auspuff kammer, welche jederzeit mit dem Auspuffrohr in Verbindung steht, so daß also auch ein ständiger Auspuff stattfinden kann. Zwei Hilfskammern stehen in ständiger Verbindung mit der Auspuffkammer, und wenn die Verbindungsöffnungen durch den Kopf des Kolbens abgeschlossen sind, so ist auch aller Dampf aus den Kammern ausgepufft, so daß sie vollkommen wirkungslos sind, wenn sie mit der Druckkammer in Verbindung kommen.

Es ist. klar, daß der Ausdruck »Kraftmaschine mit kreisenden Kolben« nicht nur Dampfmaschinen mit kreisenden Kolben umfaßt, sondern auch jede Art von Verbrennungsmaschinen, Wassermotoren usw. und auch umgekehrt Pumpen, Luftkompressoren usw.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Kraftmaschine mit kreisendem Kolben, der exzentrisch auf der für die Zu- und Abführung des Kraftmittels durchbohrten Welle sitzt und mit dem Kolbengehäuse zwei Arbeitskammern bildet, dadurch genennzeichriet, daß an das Gehäuse (14) eine oder mehrere abwechselnd mit diesen beiden Kammern in Verbindung tretende zylin^· drische Hilfskammern (15) angeschlossen sind, in denen um Zapfen schwingende Tauchkolben gleiten.

2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben, anstatt um Zapfen zu schwingen, in Füllrangen des Gehäuserahmens geradlinig verschiebbar sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.