DE29522C - Kapselwerk-Wassermesser - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

KLASSE 42: Instrumente.

Bei dem vorliegenden Kapselwerk-Wassermesser, welcher sich aus dem Mechanismus der rotirenden Schubkurbel herleiten läfst, schwingt ein als Hohlcylinder ausgebildeter Kolben excentrisch um die centrale Achse einer mit radialem Steg versehenen Kapsel, auf deren Steg der geschlitzte Kolben gleitet.

Die zur Führung des Kolbens dienenden Theile sind so ausgebildet, dafs während eines gewissen Theiles der Kolbenbewegung die Zweitheilung des Kolbeninnern unterbrochen ist und nur so lange stattfindet, als das Kolbeninnere sowohl mit den Einlauf-, als auch den Austrittskanälen communicirt.

Der Kolben ist hierzu auf einer centralen Welle montirt, deren excentrische Zapfen in den Seitenwänden der Kapsel gelagert sind. Der Steg, an welchem der geschlitzte Kolben hin- und hergleitet, ist an seinem inneren Ende zu einer cylindrischen Schale oder einem Wulst erweitert.

Auf beiliegenden Zeichnungen zeigt Fig. 1 einen derartigen Wassermesser im Verticalschnitt nach y-y, Fig. 2; Fig. 2, 3 und 4 sind Horizontalschnitte desselben nach χ -χ, Fig. 1, in drei verschiedenen Kolbenstellungen; Fig. 5 ist ein Schnitt nach z-z, Fig. 3, die Lage der Ein- und Ausflufskanäle veranschaulichend; Fig. 6 stellt einen Schnitt durch den Kolben dar; Fig. 7 ist eine Modification mit unründem Kolben. Der Steg A\ welcher zwischen den Kopfwänden der Kapsel A angebracht ist und den Wassereinlauf von dem Ausflufs scheidet, ist innerhalb des Kolbens,, welcher mit den abgerundeten Kanten f seines Schlitzes bei seiner oscillirenden Bewegung auf dem Steg hin- und hergleitet, zu einer cylindrischen Schale A^ erweitert. Der Kolbencylinder B ist im Innern mit einer Wandrippe F versehen, welcher zu einer zum Kolben concentrischen Hülse sich erweitert; mittelst dieser Hülse ist der Kolben drehbar auf einer Welle H montirt, deren excentrische Drehzapfen α¹ β² in den Kopfwänden der Kapsel A gelagert sind, und zwar so, dafs die Drehachse dieser Zapfen bezw. der Welle H mit der Mittelachse der Kapsel zusammenfällt.

Durch diese bei der Bewegung des Kolbens um ihre excentrische Drehachse rotirende Welle H wird, im Verein mit der geradlinigen Führung des Kolbenschlitzes, am Steg A¹ der stetige Contact zwischen der Kapsel und der Oberfläche des Kolbens bei dessen Umgang gesichert, so dafs der zwischen Kolben und Kapsel befindliche Raum ununterbrochen in zwei periodisch an Gröfse zu- und abnehmende Abtheilungen, eine für das zuströmende, die andere für das abfliefsende Wasser, getheilt wird.

Befindet sich der Kolben in der in Fig. 3 gezeichneten Stellung (obere Todtpunktlage), so stehen die Einlauf- und Ausflufskanäle J"_/' J^ bezw. 0O¹O², die, wie aus Fig. 5 ersichtlich, in den Kopfwänden der Kapsel angebracht sind und deren Thätigkeit noch durch die Schlitze X X\ Fig. 7, behufs Vermeidung von unerwünschten Saugwirkungen unterstützt werden kann, nur mit den beiden complementären äufseren Räumen in Communication. Die leben«- dige Kraft des zuströmenden Wassers drückt den Kolben seitwärts in der Pfeilrichtung, so dafs die Contact- und Theilungsstelle von d

weiter nach oben vorrückt, wodurch der Raum für das zuströmende Wasser zunimmt, während der complementäre Raum kleiner wird und das in demselben befindliche Wasser also durch die Kanäle O¹ O² verdrängt wird.

Wie bereits angedeutet, steht das Kolbeninnere bei dieser Kolbenlage weder mit dem Einströmimgs- noch den Ablaufkammern in Communication, es bildet vielmehr einen einheitlichen, vollkommen abgeschlossenen Raum, denn der Kolben ist in vorliegendem Falle auch an dem Steg A¹ möglichst abgedichtet.

Bei der oben angegebenen seitlichen Bewegung des Kolbens tritt das Innere desselben jedoch allmälig mit den Wasseräusflufskanälen O¹ und O³ in Communication. Sobald der Kolben dann in die durch Fig. 2 veranschaulichte Lage kommt, in welcher die ursprünglich bei d gelegene Berührungsstelle um 90 ° fortgeschritten ist und sich nunmehr bei ά^λ befindet, entsteht zwischen der die rotirende Welle H ein- - schliefsenden Hülse, welche gleichsam als ein Stück der inneren Kolbenwandung zu betrachten ist, und der inneren Wandung der Stegerweiterung A² ebenfalls Contact, so dafs nun auch das Kolbeninnere in zwei complementäre Räume getrennt wird, von denen der eine Raum O³ bereits mit der Ausflufskammer O communicirt, während der andere Raum J^% erst unmittelbar darauf bei der Weiterbewegung des Kolbens mit den Einlaufkanälen in leitende Verbindung tritt, so dafs nunmehr das Wasser zum Theil auch in das Kolbeninnere tritt. Die Resultirende des Druckes, welchen das Wasser dabei auf die innere Wandung des Kolbens ausübt, wirkt, wie aus der Betrachtung der Fig. 2 hervorgeht, in demselben Sinne auf die Kolbenbewegung ein, wie das. auf die äufsere Fläche des Kolbens wirkende Druckwasser.

Gelangt nun der Kolben in die in Fig. 4 dargestellte Lage (untere Todtpunktlage), so communiciren die Einlauf- und Ausfiufskammem nunmehr äusschliefslich mit den beiden complementären Räumen J³ bezw. O³ im Innern des Kolbens. Dagegen ist bei dieser Kolbenstellung der zwischen Kolben und Kapsel A befindliche Raum vollständig abgeschlossen und ganz mit frischem Wasser gefüllt. Die lebendige Kraft des in den Raum J³ einströmenden Wassers bewegt den Kolben nun in gleichem Sinne wie oben weiter. Der äufsere Contact desselben gleitet dabei jetzt auf der unteren Kapselhälfte entlang; ebenso wälzt sich die centrale Führungshülse auf dieser Hälfte der Stegerweiterung A* ab. Die Kolbenkanten/ gleiten hierbei allmälig an dem Steg A¹ wieder zurück, so dafs der zwischen Kolben und Kapsel befindliche Raum mit den Ausflufskänälen CO² in Communication eintritt und in demselben Grade, wie dieser Raum durch das Fortschreiten der äufseren Contactstelle verkleinert wird, der neu entstehende complementäre Raum für frisch zuströmendes Wasser aber zunimmt. Sobald die Theilstelle dieser beiden Räume die d', Fig. 2, diametral gegenüberliegende Seite überschreitet, verläfst auch die Kolbenhülse den Halbcylinder^4², und das Kolbeninnere bildet nunmehr also wiederum einen einheitlich abgeschlossenen Raum.

Es mufs dabei hervorgehoben werden, dafs die Durchflufsöffnungen J¹/² und O¹O² derart begrenzt sind, dafs einerseits während der ersten Hälfte des Kolbenumganges das Wasser nicht eher in das Innere des Kolbens eintreten kann, bis nicht dessen Theilung in zwei Räume erfolgt ist, Fig. 2, während andererseits in der zweiten Hälfte des Kolbenumganges der. Austritt des Wassers in dem Augenblick unterbrochen wird, wo die Zweitheilung des Kolbeninnern aufhört (Gegenlage des Kolbens zu der in Fig. 2 gezeichneten Stellung). Es wird hierdurch das Volumen des bei jedem Kolbenumgange durchfliefsenden Wassers genau präcisirt. Bringt man somit ein Registrirwerk, welches die Kolbenumläufe zählt, in irgend einer geeigneten Weise mit dem Kolben in Verbindung, so kann hieraus und dem einmal bestimmten Volumen Wasser, welches bei einem einzelnen Kolbenumgange gefördert wird, das Quantum, welches in einer bestimmten Zeit hindurchfliefst, genau berechnet werden.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, kann das Registrirwerk einfach durch einen mit der Rotationsachse der Welle H centrirten Trieb b, ein Rad a, eine Welle d und einen Trieb c in Gang gesetzt werden.

Die in Fig. 7 dargestellte Modification unterscheidet sich von dem vorbeschriebenen Wassermesser insofern, als hier der Kolben bis auf eine geringe Höhlung massiv gehalten und die Rotationswelle H in demselben excentrisch angeordnet ist. Auch liegt die Drehachse der Welle selbst excentrisch zur äufseren Kapsel A. Um nun doch bei kreisrunder Kapsel einen stetigen Contact des Kolbens mit der Kapsel zu erzielen, ist dem Kolben selbst eine entsprechende ovale Form ertheilt worden.

In Uebereinstimmung mit der massiven Form des Kolbens ist bei dieser Modification die Einrichtung zur zeitweiligen Theilung des K-Olbeninnern in umgekehrter Weise angeordnet. Der Kopf A* des Steges A' ist abgerundet, der Kolben dagegen ausgehöhlt, und zwar hat die Höhlung, entsprechend der Oscillation des Kolbens, auch einen ovalen Querschnitt. Es ist ersichtlich, dafs hierbei der Contact zwischen dem Stegkopf A² und der Kolbenhöhlung im Vergleich mit der oben beschriebenen Einrichtung bei correspondirender Kolbenstellung immer gerade an der entgegengesetzten Seite wie früher eintritt. Die beiden Kolbencontacte liegen demnach hier mit Bezug auf die Mittel-

achse der Kapsel auf entgegengesetzten Seiten derselben, während sie bei der obigen Construction mit hohlem Stegkopf auf derselben Seite dieser Mittelachse liegen. Um die beschriebenen Apparate als Pumpen anwenden zu können, ist nur erforderlich, den Kolben durch Rotation der Welle H von aufsen in Bewegung zu setzen, was mit keinerlei Schwierigkeiten verknüpft ist, da die Paarung von Kolben und Welle dem einfachen Kurbelgetriebe entspricht. Ebenso kann der Apparat umgekehrt auch als Motor benutzt werden.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   Ein aus dem Mechanismus der rotirenden Schubkurbel abgeleiteter Kapselwerk-Wassermesser (Pumpe oder Motor), bei welchem die Innenwandung des Kolbens zu einer concentrischen Hülse ausgebildet ist, mittelst deren der Kolben auf einer Welle H montirt ist, deren excentrische Drehzapfen in der Kapsel gelagert sind.
2. 2. Die Erweiterung des Kopfes des zur Geradführung dienenden Steges A¹ zu ^einer cylindrischen Schale A² zu dem Zweck, um einerseits die stetige Theilung des zwischen Kolben und Kapsel befindlichen Raumes zu sichern, andererseits dagegen die Zweitheilung des Kolbeninnern während eines gewissen Theiles des Kolbenumganges zu unterbrechen.
3. 3. Die in Fig. 7 dargestellte Modification des Wassermessers mit ovalem Kolben und excentrisch darin gelagerter Welle H, sowie mit vollem Stegkopf A² und zugehöriger ovaler Kolbenaushöhlung.
4. 4. Die Benutzung der Welle H zur Uebertragung der Drehung des Kolbens auf das Registrirwerk etc. oder zur Drehung des Kolbens, wenn das Kapselwerk als Pumpe dient.

   Hierzu I Blatt Zeichnungen.