DE261692C

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Publication number: DE261692C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

-M 261692 KLASSE 14 d. GRUPPE -M 261692 CLASS 14 d. GROUP

in das entsprechende Zylinderende strömt.flows into the corresponding cylinder end.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. August 1911 ab.Patented in the German Empire on August 9, 1911.

Gegenstand der Erfindung ist die Steuerung einer durch eine expandierende Flüssigkeit betriebenen Kolbenkraftmaschine derjenigen Art, die beispielsweise durch die Patentschriften 212744 und 229866 bekannt geworden ist. In den genannten Patentschriften ist angegeben, auf welche Weise der bekannte Ubelstand der schwungrad- und ventillosen Kolbenkraftmaschinen von Gesteinbohrmaschinen beseitigt werden kann, nämlich die Bildung eines Kissens oder Dämpfers durch den Einlaß des Triebmittels vor dem Beginn des Hubes, in welchem das Triebmittel den Kolben bewegen soll, dadurch, daß man dieses Triebmittel zunächst in einen Sammelbehälter eintreten läßt, aus dem es dann durch einen verengten Durchgang gegen die Kolbenfläche ausströmt, um auf den Kolben einen statischen Druck auszuüben. Es ist dort auch weiter erläutert worden, wie die Bewegungsenergie des einströmenden Triebmittels benutzt werden kann, um beim Antrieb des Kolbens mitzuhelfen; auch ist noch weiter ein Verfahren beschrieben, um vor und nach dem vollständigen Auspuff beim Ende jedes Hubes einen beschränkten Auspuff zu bewerkstelligen.The subject of the invention is the control of an expanding liquid operated piston engine of the kind, for example, by the patents 212744 and 229866 has become known. In the patent specifications mentioned, it is stated how the well-known Ubelstand of the flywheel and valveless piston engines can be eliminated by rock drilling machines, namely the formation of a cushion or damper through the inlet of the Driving means before the start of the stroke in which the driving means move the piston should, by first entering this propellant into a collecting container from which it then flows out through a narrowed passage against the piston surface, to apply static pressure to the piston. It is also further explained there how the kinetic energy of the inflowing propellant can be used, to help drive the piston; a method is also described, around a limited before and after full exhaust at the end of each stroke Exhaust to accomplish.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf eine Kolbenkraftmaschine derselben Art, in welcher jedoch das eingelassene Triebmittel eine weitere Verzögerung dadurch erfährt, daß es vor dem Eintritt in den Sammelbehälter noch ■ durch Umwege, ein sogenanntes Labyrinth, geleitet wird. Die Bewegungsenergie des Triebmittels kann auch in diesem Falle nutzbar gemacht werden, indem man das Labyrinth zweckentsprechend gestaltet, und dieses Labyrinth kann ferner auch noch dazu dienen, den Auspuff in der oben schon erwähnten Weise zu regeln.The present invention now relates to a reciprocating engine of the same type in which, however, the admitted propellant experiences a further delay in that before it enters the collecting container, ■ through detours, a so-called labyrinth, is directed. The kinetic energy of the propellant can also be used in this case by using the Labyrinth designed appropriately, and this labyrinth can also do so serve to regulate the exhaust in the manner already mentioned above.

Eine auf dieser Grundlage gebaute Maschine mit Kurbelgetriebe ist als Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt.A machine with a crank mechanism built on this basis is shown as an exemplary embodiment shown in the drawing.

Fig. ι ist ein Längsschnitt und Fig. 2 ein Querschnitt nach der Linie A-A in Fig. 1.FIG. 1 is a longitudinal section and FIG. 2 is a cross section along the line AA in FIG. 1.

Die neue Einrichtung ist in Anwendung an einer Maschine bekannter Art gezeigt, in welcher das Triebmittel beständig in den Raum a des Zylinders eingeführt wird, um auf eine kleinere untere Kolbenfläche b eines Differentialkolbens c zu wirken und von da durch einen brückenförmigen Kanal e, der beim Aufwärtsgang des Kolbens von diesem freigelegt wird, auf die andere größere Kolbenseite d übergeführt zu werden. Der Auspuff auf der größeren Seite des Kolbens wird auf gewöhnliche Weise bewirkt, indem der Kolben die Auspuff Öffnungen freigibt, sobald er am unteren Ende seines Hubes anlangt.The new device is shown applied to a machine of known type in which the drive means is constantly introduced into the space a of the cylinder to act on a smaller lower piston surface b of a differential piston c and from there through a bridge-shaped channel e, which at Upward gear of the piston is exposed by this to be transferred to the other larger piston side d . The exhaust on the larger side of the piston is effected in the usual way, with the piston clearing the exhaust ports as soon as it reaches the lower end of its stroke.

Um das sogenannte Labyrinth, d. h. den Umweg für das Triebmittel zu bilden, das die wesentliche Eigentümlichkeit der Erfindung bildet, sind in die Innenwand des Zylinders oberhalb der Mündungen der brückenförmigen Kanäle β eine Anzahl ringförmigerIn order to form the so-called labyrinth, ie the detour for the drive means, which forms the essential characteristic of the invention, a number of ring-shaped channels are in the inner wall of the cylinder above the mouths of the bridge-shaped channels β

Nuten g eingedreht. Eine gleiche Reihe von Nuten sind in den Kolbenumfang eingeschnitten, und diese Nuten h befinden sich oberhalb der Nuten g des Zylinders, wenn der Kolben die Kanäle e freilegt. Zwischen den beiden obersten Nuten h des Kolbens befindet sich eine Öffnung i, durch welche das Triebmittel in den Behälter k oder Raum innerhalb des Kolbens einströmen kann. Oberhalb der Öffnung i ist der Kopf Z des Kolbens ein wenig kleiner als die Zylinderbohrung, um einen engen Durchgangsspalt vom Raum k nach dem Raum m oberhalb des Kolbens zu bilden.Grooves g screwed in. An equal series of grooves are cut in the circumference of the piston, and these grooves h are located above the grooves g of the cylinder when the piston exposes the channels e . Between the two uppermost grooves h of the piston there is an opening i through which the propellant can flow into the container k or into the space within the piston. Above the opening i , the head Z of the piston is a little smaller than the cylinder bore in order to form a narrow passage gap from the space k to the space m above the piston.

Die beiden einander gegenüberstehenden Nutenreihen g und h sind an den Kanten η nahezu von gleichem Durchmesser, wodurch diese Nuten einen gewundenen Kanal bilden, durch den das Triebmittel hindurchströmen muß. Die Nuten haben zweckmäßig die in der Zeichnung angegebene Gestalt nach Art der Turbinenschaufeln, wodurch das Triebmittel in bekannter Weise gegen die Kolbennuten anprallt und vermöge der Bewegungsenergie zum Antrieb des Kolbens beiträgt; dann wirkt das Triebmittel zurück auf die Zylindernuten g und von da wiederum' gegen die Kolbennuten h; dieses Hin- und Zurückwirken wiederholt sich, bis das Triebmittel durch die öffnung i in den Raum k strömt. Dieses Überströmen erfolgt in Form eines ringförmigen Strahles, der jeweilig den Spalt zwischen dem Zylinder und dem Kopf I des Kolbens durchquert und ein Übertreten des Triebmittels in den Raum m oberhalb des Zylinders verhindert. Danach aber hört dieser absperrende Strahl auf, und das Triebmittel kann nun in den Raum m gelangen, um auf die Kolbenfläche d seinen Druck auszuüben.The two opposing rows of grooves g and h are of almost the same diameter at the edges η , as a result of which these grooves form a winding channel through which the propellant must flow. The grooves expediently have the shape indicated in the drawing in the manner of turbine blades, whereby the drive means impacts against the piston grooves in a known manner and contributes to the drive of the piston by virtue of the kinetic energy; then the drive means acts back on the cylinder grooves g and from there in turn against the piston grooves h ; this working back and forth is repeated until the propellant flows through the opening i into the space k . This overflow takes place in the form of an annular jet which crosses the gap between the cylinder and the head I of the piston and prevents the propellant from passing into the space m above the cylinder. But then this blocking jet stops, and the propellant can now get into the space m in order to exert its pressure on the piston surface d.

Die an sich bekannte Wirkung dieser Einrichtung ist die, daß, obgleich die Öffnung e vom Kolben zeitig vor der Vollendung des aufwärts gerichteten Kolbenhubes freigegeben wird, die auf den Kolbenquerschnitt d ausgeübte Druckwirkung dennoch verzögert wird; diese Verzögerung dauert kürzere oder längere Zeit an, je nachdem man wünscht, den Kolben am Ende seines Hubes abzudämpfen oder nicht. Es wird aber nicht allein die Hubbewegung des Kolbens nach oben durch Vermeidung oder Verringerung der Abdämpfung erleichtert und beschleunigt, sondern es wird auch diese Kolbenbewegung durch die Bewegungsenergie des Triebmittels unmittelbar unterstützt, indem diese gegen die Nuten h des Kolbens wirkt.The effect of this device, known per se, is that, although the opening e is released by the piston in good time before the completion of the upwardly directed piston stroke, the pressure effect exerted on the piston cross section d is nevertheless delayed; this delay lasts for a shorter or longer time, depending on whether or not one wishes to dampen the piston at the end of its stroke. However, not only is the upward stroke movement of the piston made easier and faster by avoiding or reducing the damping, but this piston movement is also directly supported by the kinetic energy of the driving means by acting against the grooves h of the piston.

Bei Beginn des Kolbenniederganges dauert die Einströmung des Triebmittels immer noch fort, bis die Öffnung e geschlossen wird. Die bewegende Kraft des Triebmittels, die sich nun der Kolbenbewegung entgegenstellt, wird jedoch bedeutend vermindert, weil der Zylinderraum m und der Kolbenraum k schon durch das Triebmittel angefüllt ist. Das eingeschlossene Triebmittel expandiert danach in der gewohnten Weise.At the beginning of the piston descent, the influx of the propellant continues until the opening e is closed. The moving force of the drive means, which now opposes the piston movement, is, however, significantly reduced because the cylinder space m and the piston space k are already filled by the drive means. The enclosed propellant then expands in the usual way.

Wenn es erwünscht ist, vor und nach dem vollen Auspuff einen geringen Auspuff hervorzubringen, so werden die Ringnuten h des Kolbens in ihrem Durchmesser gegenüber der Zylinderbohrung ein wenig verkürzt. Die Folge davon ist, daß die Auspufföffnungen f von dem festen Teil 0 des Kolbens vor der Beendigung des Kolbenniederganges freigegeben werden, aber die Ausströmung des Triebmittels wird verzögert, weil es durch den Spalt zwischen den Kolbennuten h und der Zylinderwändung hindurchgehen muß. Der Auspuff wird dadurch anfänglich ein wenig verzögert, aber er wird bei Beendigung des Kolbenniederganges völlig geöffnet, indem der Kolben die Auspuff Öffnungen f ganz freigibt. Bei dem nächsten Kolbenaufgang wird der Auspuff durch die Kolbennuten h wie beim Niedergang noch eine Weile fortdauern, so daß die Dämpfung durch unvollkommenen Auspuff sehr verringert wird.If it is desired to produce a small amount of exhaust before and after the full exhaust, the annular grooves h of the piston are shortened slightly in diameter relative to the cylinder bore. The result is that the exhaust ports f of the piston will be released before the completion of the piston decline from the fixed part 0, but the outflow of the raising agent is delayed because it h through the gap between the piston grooves and the Zylinderwändung must pass. The exhaust is initially a little delayed, but it is fully opened when the piston descends, as the piston completely releases the exhaust openings f. With the next piston rise, the exhaust through the piston grooves h will continue for a while as with the downward movement, so that the damping caused by an imperfect exhaust is very much reduced.

Der beschränkte Auspuff kann beseitigt werden, wenn die Kolbennuten streng an die Zylinderwandung anschließend gemacht werden. Dies kann von Vorteil sein, wenn die Maschine den Auspuff unmittelbar ins Freie entweichen läßt; er kann aber auch beseitigt werden, wenn der Auspuff des Triebmittels in einen Kondensator geleitet wird.The restricted exhaust can be eliminated if the piston grooves strictly adhere to the Cylinder wall can then be made. This can be beneficial if the Machine allows the exhaust to escape directly into the open; but it can also be eliminated when the exhaust of the propellant is fed into a condenser.

Es ist leicht ersichtlich, daß es nicht von Wichtigkeit ist, den Sammelraum k im Kolben anzubringen, er könnte, wenn es gewünscht wird, auch in die Zylinderwandung verlegt werden.It is easy to see that it is not important to arrange the collecting space k in the piston, it could, if so desired, also be relocated in the cylinder wall.

Es wird auch leicht verständlich sein, daß die Stellung des Kolbens und Zylinders gegenüber der Gelenkstange f und Kurbel q umgekehrt werden können, d. h. die kleinere Kolbenfläche b könnte sich oben und die größere Fläche d unten befinden. Ferner könnte der Zylinder und Kolben, wie am oberen Ende dargestellt, auch am unteren Ende eingerichtet sein, um sowohl beim Kolbenaufgang als beim Niedergang Triebmittel aufzunehmen; der Zylinderraum α würde in diesem Falle einfach als Vorratsbehälter für die Zuführung des Triebmittels in beide Zylinderenden dienen.It will also be easy to understand that the position of the piston and cylinder with respect to the toggle rod f and crank q can be reversed, ie the smaller piston area b could be at the top and the larger area d at the bottom. Furthermore, as shown at the upper end, the cylinder and piston could also be set up at the lower end in order to receive propulsion means both at the piston rise and at the descent; In this case, the cylinder space α would simply serve as a storage container for feeding the propellant into both cylinder ends.

Ein zweites Labyrinth kann, wenn gewünscht, zwischen der Öffnung e und dem Zylinderraum α angebracht werden. Da die Öffnung e nur angebracht ist, um die Auspufföffnungen f in die Zylinderwandung verlegen zu können, so könnte diese Öffnung « tatsächlich ganz in Fortfall kommen, wenn eine andere Auspuffeinrichtung vorgesehen ist,A second labyrinth can, if desired, be attached between the opening e and the cylinder space α. Since the opening e is only attached in order to be able to relocate the exhaust openings f into the cylinder wall, this opening could actually be omitted entirely if another exhaust device is provided,

und es könnte, die Einströmung des Triebmittels in das für die Expansion bestimmte Zylinderende dadurch herbeigeführt werden, daß die Nuten h des Kolbens den Nuten g des Zylinders gegenübertreten.and the flow of the propellant into the cylinder end intended for expansion could be brought about by the grooves h of the piston facing the grooves g of the cylinder.

Claims

Patent-to sayings:

i. Control by the working piston ίο of prime movers, in which the drive medium is introduced into a collecting space from which it flows through a narrowed passage into the corresponding cylinder end, characterized in that several grooves (g, h) a detour or labyrinth is attached for the propellant, through which detour the propellant is forced to flow on the way to the collecting container (k).

2. Control according to claim 1, characterized in that the exhaust is arranged such that the drive means before and after the full opening of the Aus a =. Puff openings (f) a narrowed way out through the labyrinth (g, h) after the exhaust is opened.

1 sheet of drawings.