DE41257C - Rotirende Maschine - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

In dem auf der Fundamentplatte F, Fig. 4, fest gelagerten Gehäuse G ist eine Welle W derart gelagert, dafs nur eine Drehung um ihre Längsachse möglich ist. Die Welle ist genau .centrirt und ist dafür gesorgt, dafs' sie auch bei Verschleifs der Lager centrirt bleibt. Auf der Welle Wist der Ring S befestigt, welcher mit den zangenförmigen Armen a'a versehen ist, zwischen welchen der Cylinder C vermöge , der Bolzen b b und der an den Cylinder angegossenen Ohren unwandelbar befestigt ist. ,Die Längsachse des Cylinders ist auf den ■ Mittelpunkt der Welle W gerichtet. Tritt nun irgend eine treibende Kraft, Dampf, -comprimirte Luft u. s. w., unter den Kolben K, so; wird auf denselben ein Druck, nach -dem Mittelpunkt der Welle W gerichtet, ausgeübt, dessen Gröfse gleich P sei. : .

Die auf den Boden des Cylinders ausgeübte Kraft wird direct von den Armen α α auf- i genommen und erzeugt einen Druck gegen die Lager der Welle W, ohne aber ein Drehmoment auf diese Welle auszuüben, da der Hebelarm dieser Kraft in Bezug auf die Welle Wl cgieich Null ist. . '. :. . _:

Die Kraft P wird durch den Kolben i£ ver-; möge der auf den Kolben aufgegossenen! Lappen Z/ und der Verbindungsstange ν auf den zweiarmigen Hebel h h übertragen, welcher ; auf dem Arm d seinen Stütz- und Drehpunkt hat". Denkt man sich nun eine kreisrunde Rolle R durch einen Bolzen mit dem Ende des zweiarmigen Hebels h h verbunden und ist nur die Drehung der Rolle möglich, so ist einleuchtend, dafs, wenn die Rolle R im Punkt 0 einen Widerstand durch das Ge-.

häuse G findet, sämmtliche durch P hervorgerufene Kräfte bezw. deren Resultante durch ^den Mittelpunkt der Welle W geht, ^! und'·also auch keine Verdrehung der Welle W bewirkt -wird. ..■:■":■.'.:.

Ersetzt man nun aber die kreisrunde Rolle R durch die unrunde Scheibe U, so leuchtet sofort ein, dafs der Punkt O der unrunden Scheibe die durch den zweiarmigen Hebel h h aufgenommene Kraft P auf das Gehäuse G überträgt und die unrunde Scheibe U sich in einem labilen Gleichgewichtszustande befindet. Die geringste Verdrehung der Scheibe hat aber zur Folge, dafs der durch die Kraft P im Gehäuse G erzeugte Widerstand sofort in Bezug auf die unrunde Scheibe U einen Hebelarm bekommt, wodurch ein Verdrehen dieser Scheibe erzielt wird. Nimmt man z. B. den durch die Linie m-n markirten Punkt ρ als den Punkt an, welcher mit dem Gehäuse G in Berührung sei, so ist klar, dafs die Richtung des Widerstandes die Richtung von m-η hat, d. h. durch den Mittelpunkt des Kreises geht, um welchen der Bogen ο ρ q r beschrieben ist. . Der normale Abstand des Drehpunktes der -unrunden Scheibe U von der Linie m-n ist •für den Punkt p, der Hebelarm des Widerstandes, welcher im Sinne des eingezeichneten Pfeiles die unrunde Scheibe U um ihre Drehfachse dreht. Denkt man sich nun die Reibung, welche durch den Druck P in dem Berührungspunkt der unrunden Scheibe mit dem Gehäuse entsteht, so grofs, dafs ein Gleiten der umrunden Scheibe TJ ausgeschlossen -ist, so -mufs dieselbe sich drehen und dadurch die Welle W in der Richtung des Pfeiles verdrehen.

Damit die Reibung genügend grofs ist, wird sowohl die unrunde Scheibe, als auch die Bahn des Gehäuses, auf welcher sich dieselbe bewegt, entsprechend verzahnt.

Hat sich die Scheibe U so weit auf der Bahn des Gehäuses fortbewegt, dafs der Punkt q mit dem Gehäuse in Berührung kommt, so ist der Hebelarm des Widerstandes in Bezug auf die unrunde Scheibe gleich Null und letztere befindet sich im Zustande des stabilen Gleichgewichtes.

Der Weg, welchen die Kraft P bei Drehung der unrunden Scheibe von ο bis q zurückgelegt hat, ist, wenn der Doppelhebel h h gleichschenklig angenommen wird, gleich w.

Für eine weitere Drehung der Welle W in gleichem Sinne ist das Stück Kreisbogen der Scheibe U von q bis r unbrauchbar, weil jetzt der Widerstand einen Hebelarm bekommen würde, durch welchen die Scheibe U in umgekehrter Richtung gedreht wird, weshalb auf dem Wege von q bis r die Kraft P aufgehoben werden mufs.

Hat sich die Scheibe U so weit gedreht, dafs der Punkt r mit dem Gehäuse in Berührung kommt, .so läfs.t man die Kraft P wieder ziir Wirkung kommen und die Welle W wird wieder um ein Stück ο q gleich der Hälfte von r d weiter gedreht u. s. f.

Die Steuerung ist nun derart eingerichtet, dafs die Kraft P zur richtigen Zeit zur Wirkung kommt und zur gehörigen Zeit aufgehoben wird.

Es mufs somit, wenn die Kraft unter dem Einflüfs dieser Steuerung in den Cylinder C gelangt, eine Rotation des ganzen Systems erfolgen.

Es bildet die in Fig. 4 dargestellte Verbindung der Welle W mit dem Druckcyli.nder C vermittelst des auf der Welle aufgekeilten Ringes S und der zangenförmigen -Arme a a, sowie des auf dem einen Arm α gelagerten Doppelhebels h'h, dessen Ende die unrunde Scheibe U trägt, durch welchen die Kraft P auf das Gehäuse G übertragen wird und vermöge der eigenthümlichen Rückwirkung des in dem Gehäuse G erzeugten Widerstandes auf die unrunde Scheibe U und dadurch auf das ganze .System, derart, dafs eine Rotation des letzteren erfolgt,, das Wesen vorliegender Maschine, durch welches erreicht wird, dafs eine Kraft P, . welche auf den Mittelpunkt der Welle W gerichtet ist, ohne Anwendung einer Maschinen-. kurbel und Flügelstange eine Drehung der - Welle W verursacht.

Die Fig. 1, 2 und 3 stellen eine, nach diesem Princip ausgeführte Rotationsmaschine dar, und ist , bei derselben die in Fig. 4 erklärte Combination doppelt zur Ausführung gebracht, und zwar einmal der Symmetrie wegen, dann aber auch, um eine stetig treibende Kraft zu erzielen, weil, wie bereits beschrieben, nur die jeweiligen Hälften der Bögen ο r, r d, d ο der unrunden Scheibe U für ein und dieselbe Drehungsrichtung der Welle W verwendet werden können.

Es wird also die Beschreibung einer dieser dargestellten Maschinen, welche die Welle W, die Lager L L, den Ring S, sowie die Fundamentplatte F gemeinsam haben, und welche zusammen die in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Rotationszwillingsmaschine bilden, genügen, da beide sich nur dadurch unterscheiden, dafs die unrunden Scheiben U um 6o° gegen einander verstellt sind, um eben erwähnte stetig treibende Kraft zu erzeugen.

Während die eine Maschine arbeitet, wird durch die Reibung die unrunde Scheibe der anderen Maschine leer mitgenommen, d. h. um 6o° verdreht, wodurch der Kolben K dieser Maschine wieder um das.Stück gleich w, Fig. 4, zurückgedrückt wird. Die Steuerung mufs nun derart sein, dafs während des Zurückdrückens des Kolbens K die Kraft P aufgehoben ist; der Kraftzutritt zum Cylinder mufs also geschlossen und der Austritt geöffnet sein, während gleichzeitig bei der arbeitenden Maschine die Kraftzufuhr geöffnet und der Austritt geschlossen sein mufs.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, geschieht die Zufuhr der Kraft, es sei hier comprimirte Luft angenommen, zu den Cylindern C durch die W^Telle W, in welche die Zuleitungsrohre zu. den Schieberkasten k der Cylinder C eingeschraubt werden. Es genügt, wie erwähnt, den Gang einer dieser Maschinen zu\ beschreiben, und nehmen wir diejenige Maschine, welche gerade ihre Arbeitsperiode beginnt und durch die eingeschriebenen Buchstaben, Fig. 1, 2 und 3, bezeichnet ist. Fig. 5 zeigt den Cylinder C im Schnitt. Der Cylinder ist mit zwei Schieberkasten k k versehen und dient, der eine Schieberkasten mit seinem Schieber für den Eintritt und der andere Schieberkasten mit seinem Schieber für den Austritt der Kraft. Es wird angenommen, dafs der links liegende Schieberkasten für den Eintritt der Kraft bestimmt sei.

Für die eingezeichnete Drehungsrichtung der Welle W, Fig. 1,. ist oq das Arbeitsstück des Bogens or der unrunden Scheibe U, es mufs also, während die unrunde Scheibe U sich um das Stück 0 q auf der Bahn des Gehäuses G abwickelt, der Kraftzutritt entweder auf dem ganzen Wege bei Volldruck oder auf einem Theil.des Weges bei Expansion stattfinden. ".■

Der Schieber c der Kraftzufuhr ist einfach durchbrochen; bei jedem Hube des Schiebers gleitet die Durchbrechung d desselben über den Eintrittskanal, hinweg und gestattet also bei jedem Hube der Kraft den Eintritt in den Cylinder, und zwar so lange, bis sich die Durchbrechung über den Eintrittskanal hinweg-

■geschoben hat; alsdann wird bei einer Weiterbewegung des Schiebers der Eintrittskanal durch den Schieber geschlossen gehalten, und zwar so lange, bis bei einer Rückwärtsbewegung 'die Durchbrechung d des Schiebers c wieder den Eintrittskanal erreicht, darüber hinweggleitet, wonach der Eintrittskanal wieder durch die andere Schieberhälfte verschlossen gehalten ,wird u. s. f.

. Es wird also bei jedem Hube des Schiebers der Eintrittskanal eine Zeit lang geöffnet und eine Zeit lang geschlossen bleiben. Für jedes Bogenstück der unrunden Scheibe ο r, r d und d ο mufs dieses stattfinden, und zwar mufs während der ersten Hälften der Bogenstücke der Eintrittskanal beständig oder theilweise geöffnet und während der zweiten Hälften derselben der Eintrittskanal permanent geschlossen gehalten werden. Bei jedem Hube des Schiebers geschieht ein einmaliges Oeffnen und Schliefsen des Eintrittkanals, und da dieses für jeden der Bögen or,rd und do zu geschehen hat, so mufs der Schieber bei einer Umdrehung der unrunden Scheibe U drei Hübe machen.

Dasselbe gilt für den Austritt der Kraft, weshalb die Einrichtung ganz analog angeordnet ist, es hat nur eine Verstellung der Schieberkurbeln gegen einander um ca. 6o° stattzufinden, auch ist dafür zu sorgen, dafs der Schieber für den Austritt nicht durch die im Cylinder wirkende Kraft von der Schieberbahn abgedrückt wird. Wie aus Fig. 5 rechts ersichtlich, ist der Schieber für den Austritt der Kraft durch eine Schiene beständig gegen die Schieberbahn angedrückt. Durch die Verstellung der Schieberkurbeln gegen einander wird erreicht, dafs, wenn der Eintritt geöffnet bezw. auch während der Expansionsperiode der Austritt geschlossen ist und umgekehrt.

Von der Gröfse der Durchbrechung d des Schiebers c der Kraftzufuhr hängt der Grad der Expansion ab. Es kann also leicht eine variable Expansion dadurch erzielt werden, dafs der Schieber getheilt wird und einfach aus zwei Lappen besteht, welche durch Links- und Rechtsgewinde gegen einander genähert oder von einander entfernt werden können, also aus zwei einfachen Schiebern, von denen einmal z. B. beim Aufgang der Schieberstange der untere und beim Niedergang derselben der obere Schieber das Schliefsen und Geschlossenhalten des Eintrittkanals besorgt.

Bei einer Umdrehung der unrunden Scheibe U müssen die Schieberstangen ft sowohl für den Eintritt als auch für den Austritt der Kraft je drei Hübe machen. Um dieses zu erreichen, sind auf dem Bolzen 3, Fig. 1, 2 und 3, auf welchem die unrunde Scheibe befestigt ist, die Scheiben ©φ aufgekeilt, welche je mit einem excentrischen Zapfen e versehen sind.

Die Lager für den Bolzen 5 werden durch die Augen der Doppelhebel h h gebildet. Auf dem Cylinder C befinden sich die Steuerböcke © 58 angebracht und sind an diesen die Zahnräder 3 3 S^r 3* durch Bolzen befestigt. Die Zahnräder g g sind ebenfalls mit excentrischen Zapfen ee versehen, und sind diese Zapfen mit denen der Scheiben ©φ @φ durch Verbindungsstangen to tt) verbunden, derart, dafs, wenn sich die Scheiben einmal herumdrehen , die Zahnräder g § sich ebenfalls einmal herumdrehen müssen.

Die excentrischen Zapfen der Scheiben <2cf) und der Zahnräder § sind, wie in der Zeichnung nur angedeutet, mit Gegenkurbeln versehen, deren Zapfen ebenfalls durch je eine Verbindungsstange verbunden sind, um den todten Punkt der Kurbelbewegung zu überwinden. Die Zahnräder g greifen in die Zahnräder Q₁X ein; es verhalten sich die Zähnezahlen von § zu §ΐ wie 1'/₂ zu 1, drehen sich demnach die Räder g einmal, so drehen sich die Zahnräder gt 1 Y₂. Mal.

Die Zahnräder Qr sind ebenfalls mit excentrischen Zapfen e versehen, welche die Kurbeln für die Schieberbewegung bilden und mit den Schieberstangen ft durch die Verbindungsstangen Ό verbunden sind. Bei jeder Umdrehung der Zahnräder Qt machen die Schieberstangen, mithin die Schieber, zwei Hübe, also bei 1 Y₂ Umdrehungen die erforderlichen drei Hübe bei einer Umdrehung der unrunden Scheibe U.

Der Arbeitsgang der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Maschine ist nun folgender: Die treibende Kraft tritt in den Cylinder C ein, drückt auf den Kolben K und treibt, wie bei Fig. 4 näher erläutert wurde, die Welle W herum, bis der Punkt q der unrunden Scheibe U mit dem Gehäuse G in Berührung kommt; dann wird durch die beschriebene Steuerung der Austritt der Kraft geöffnet und vermöge der Reibung die unrunde Scheibe um das Stück q r mitgenommen, wodurch der Kolben wieder in seine ursprüngliche Lage zurückgedrückt wird. Kommt nun der Punkt r mit dem Gehäuse in Berührung, so beginnt dasselbe Spiel; auf der ersten Hälfte des Bogens r d drückt die treibende Kraft den Kolben wieder hervor und treibt dadurch wieder die W^Telle W

r d
um ein Stück gleich vorwärts, während

auf der zweiten Hälfte des Bogens r d die unrunde Scheibe durch die Reibung am Gehäuse mitgenommen wird, wodurch der Kolben K wieder zurückgedrückt wird u. s. f.

Während nun die eine Maschine treibend wirkt, wird die unrunde Scheibe der anderen durch die Reibung mitgenommen und der Kolben derselben durch dieses Mitnehmen wieder zurückgedrückt und umgekehrt. Es

sind die Maschinen demnach einfach wirkend, und ist nur bei einer doppelten Ausführung, wie in den Fig. ι bis 3 dargestellt, eine stetig treibende Kraft zu erreichen.

Die Riemscheibe 9i dient zur Uebertragung der Kraft.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Eine rotirende Maschine, bestehend aus der fest gelagerten Welle (W) mit dem mit den Armen (a) versehenen Ringe (S), dem von den Armen (a) getragenen Cylinder bezw. Cylindern (C) und Kolben (K), welche letzteren den auf sie ausgeübten (Zylinderdruck vermittelst Stangen (v) und Doppelhebeln (h) auf die unrunden Scheiben (U) übertragen, welche dadurch auf dem inneren Umfang des feststehenden Kreisgehäuses (G) entlang gerollt werden und eine Drehung der Welle (W) mit den mit ihr verbundenen Theilen bewirken.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.