DE610685C

DE610685C - Gyroscope

Info

Publication number: DE610685C
Application number: DEE42632D
Authority: DE
Inventors: Dr Eugen Silbermann
Original assignee: EXPLOROTOR AKT GES
Current assignee: EXPLOROTOR AKT GES
Priority date: 1932-04-02
Filing date: 1932-04-02
Publication date: 1935-03-18

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
18. MÄRZ 1935ISSUED ON
MARCH 18, 1935

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

Ja 610685 KLASSE 14 c GRUPPE 22 Yes 610685 CLASS 14 c GROUP 22

Explorotor Akt.-Ges. in Glarus, Schweiz*) KreiselmaschineExplorotor Akt.-Ges. in Glarus, Switzerland *) gyroscope

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. April 1932 abPatented in the German Empire on April 2, 1932

Die Läufer rasch, laufender Kreiselmaschinen erfordern, gleichgültig ob sie als Arbeitsmaschinen oder als Kraftmaschinen betrieben werden, die Verwendung hochwertigen Baustoffs, damit dieser auch, bei hohen Temperaturen den durch die Fliehkraft verursachten Beanspruchungen standhalten kann. Der hier in, Betracht kommende Baustoff großer Zugfestigkeit weist aber auch große Härte auf, so daß die Bearbeitung der für das Treibmittel oder das Fördermittel bestimmten Durchtrittskanäle des Läufers, insbesondere wenn sie nach Raumkurven gekrümmt sind, auf große Schwierigkeiten stößt.The runners fast, running gyroscopes require, regardless of whether they are operated as work machines or as prime movers the use of high-quality building material, so that this also, at high temperatures can withstand the stresses caused by centrifugal force. The building material in question here great tensile strength but also has great hardness, so that the machining of the for the propellant or the conveying means certain passage channels of the rotor, in particular if they are curved according to space curves, encounters great difficulties.

Es wurde zur Behebung dieser Schwierigkeiten vorgeschlagen, die die Kanäle bildenden TeDe besonders herzustellen und an der Mantelfläche des Läufers mittels Bandagen zu sichern. Dieses Aushilfsmittel hat sich jedoch nicht bewährt, weil diese Bandagen bei hohen Temperaturen verbrennen, wenn sie geringe Wandstärke haben; bei großer Wandstärke unterliegen sie jedoch der Wirkung der. Fliehkraft in so hohem Maße, daß sichIt has been suggested to overcome these difficulties that constitute the channels TeDe to be specially produced and on the outer surface of the runner by means of bandages to secure. However, this temporary aid has not proven its worth because these bandages burn at high temperatures if they have a small wall thickness; with large wall thickness however, they are subject to the effect of. Centrifugal force in such a high degree that

as die Verbindung lockert und Undichtheiten, Biegungsbeanspruchungen der die Kanäle bildenden Teile und andere Übelstände auftreten. 'as the connection loosens and leaks, Bending stresses on the parts forming the channels and other inconveniences occur. '

Die Erfindung will diesen Schwierigkeiten dadurch begegnen, daß der Läufer aus leinem im wesentlichen glockenförmigen Hohlkörper besteht, an dessen Innenfläche Ergänzungsteile zur Bildung von Kanälen mit geschlossenem Querschnittsumriß angeordnet sind. Bei dieser Anordnung ist der Grundkörper des Läufers genügend massiv, um den Beanspruchungen zu widerstehen, und die auf die Arbeitsorgane wirkende Fliehkraft kann nur die Wirkung haben, daß sie die Dichtheit der Verbindung mit dem Körper des Läufers erhöht. The invention wants to meet these difficulties in that the runner made of linen consists essentially of bell-shaped hollow body, on the inner surface of additional parts are arranged to form channels with a closed cross-sectional outline. at With this arrangement, the base body of the rotor is sufficiently massive to withstand the stresses to resist, and the centrifugal force acting on the working organs can only have the effect of preventing the tightness of the Connection with the runner's body increases.

Es ist zwar bekannt, Schaufelrädern für Turbinen Glockenform zu geben und die Schaufehl im Innern der Glocke zu befestigen. In dieser Anwendung der Glockenform, wobei die Räder lediglich der Träger der Arbeitsorgane sind, läßt die Glockenform aber nichts anderes erzielen, als daß ein nachteiliger Einfluß der Fliehkraft auf die Schaufelbefestigung verhindert wird. Die erfindungsgemäße Anwendung für Kanalräder bietet außerdem noch andere Vorteile. Ohne sie wäre der Bau von Turbinen für hohe Treibmitteltemperaturen, die für Schaufelräder gar nicht zulässig wären, und für große Drehzahl überhaupt nicht möglieh. Wie bereits erwähnt wurde, erfordern solche Turbinen für ihre Läufer 'einen besonders hoch beanspruchbaren Baustoff, welcher naturgemäß auchschwer zu bearbeiten ist. Die Schwierigkeit der Bearbeitung macht sich insbesondere dann geltend, wenn zwecks Erzielung eines guten Wir-It is known to give bell-shaped impellers for turbines and the Fasten the shovel inside the bell. In this application of the bell shape, the wheels are only the carrier of the working organs, leaves the bell shape but achieve nothing other than that an adverse influence of centrifugal force on the Blade attachment is prevented. The application according to the invention for channel wheels also offers other advantages. Without them, the construction of turbines would be for high Propellant temperatures that would not be allowed for paddle wheels and for large ones Speed not possible at all. As mentioned earlier, such turbines require for their runners' a particularly tough one Building material, which is naturally difficult to work with. The difficulty of editing asserts itself in particular if, in order to achieve good results

*) Von dem Patentsucher· ist als der Erfinder angegeben worden:*) The following has been specified as the inventor by the patent seeker:

Dr. Eugen Silbermann in Oradeamdre, Rumänien,Dr. Eugen Silbermann in Oradeamdre, Romania,

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kungsgrades die Form der Kanäle umständlich, ζ. B. Raumkurven angepaßt, ihr Querschnittsumriß geschlossen und ihre Länge beträchtlich ist. Da nun Läufer aus derart hochwertigem. Baustoff nicht durch Gießen herstellbar sind und das Bohren der Kanäle mit den bisher bekannten Maschinen nicht möglich ist, bleibt nur der Ausweg, an dem Läufer Ergänzungsstücke anzubringen, die derart geformt sind, daß sie bei Zusammensetzung Kanäle bilden. Dies ergibt brauchbare Turbinenläufer aber nur dann, wenn sich die Kanäle erfindungsgemäß an der Innenseite 'eines Hohlkörpers befinden, da andernfalls das Dichthalten der Stoßfugen nicht gewährleistet ist und Treibmittelverluste oder Übertritt von Kühlwasser aus ihren Kanälen in die Arbeitskanäle nicht zu verhindern ist. the shape of the channels is cumbersome, ζ. B. Adapted space curves, their cross-sectional outline closed and their length is considerable. Since now runners from such high quality. Building material cannot be produced by casting and it is not possible to drill the channels with the previously known machines is, the only way out is to attach additional pieces to the runner, which are shaped in this way are that they form channels when assembled. This results in useful turbine rotors but only if the channels are according to the invention on the inside 'of a hollow body, otherwise the Sealing of the butt joints is not guaranteed and propellant losses or transfer of Cooling water from their channels into the working channels cannot be prevented.

Eine besonders zweckmäßige Ausbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß der quer zur Drehachse liegende Teil der glockenförmigen Wand des Läufers mit Durchtrittsöffnungen versehen ist, die Fortsetzungen der Kanäle bilden, wodurch die Treibmittelzu- oder -abfuhr vereinfacht wird. Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung werden die Ergänzungsteile des Läufers zu 'einem einzigen, gegebenenfalls gleichfalls hohlen Ergänzungskörper vereinigt, der der Höhlung des Läufers angepaßt ist. Hierdurch entfällt eine ganze Reihe von Stoßfugen, und das Anpassen kann in wirtschaftlicher Weise durch Einschleifen erfolgen.A particularly expedient embodiment of the subject matter of the invention consists in that the part of the bell-shaped wall of the rotor lying transversely to the axis of rotation with Passage openings are provided, which form continuations of the channels, whereby the Propellant supply or removal is simplified. According to a further embodiment of the invention the additional parts of the runner become 'one, if necessary likewise hollow supplementary body combined, which is adapted to the hollow of the runner. Through this A whole series of butt joints is eliminated, and adjustment can be made more economical Way done by grinding.

Die Kanäle können zur Gänze an dem Hohlkörper oder an dem Ergänzungskörper oder je zu einem Teil an diesen beiden Körpern angeordnet sein.The channels can be entirely on the hollow body or on the supplementary body or be arranged in part on these two bodies.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt:In the drawing, the subject matter of the invention is illustrated by way of example, namely shows:

Abb. ι eine einstufige Drehkraftmaschine im Längsschnitt,Fig. Ι a single-stage rotary engine in longitudinal section,

Abb. 2 bis 4 die Endansicht des Läufers in drei Ausführungsformen,
Abb. 5 einen Läufer im Längsschnitt,Fig. 2 to 4 the end view of the rotor in three embodiments,
Fig. 5 a runner in longitudinal section,

Abb. 6 und 7 zwei Läufer mit eingeschobenen Ergänzungshohlkörpern im Längsschnitt, Abb. 8 einen Läufer mit Ergänzungsvollkörper im Längsschnitt,Fig. 6 and 7 two runners with inserted additional hollow bodies in longitudinal section, Fig. 8 a runner with supplementary full body in longitudinal section,

Abb. 9 und 10 zwei mehrstufige Läufer im Längsschnitt mit auf derselben Welle sitzenden Ergänzungsvollkörpern im Längsschnitt, Abb. 11 und 12 zwei mehrstufige Läufer, deren Ergänzungskörper mit der Welle ein Stück bilden, im Längsschnitt,Fig. 9 and 10 two multi-stage rotors in longitudinal section with seated on the same shaft Supplementary solid bodies in longitudinal section, Fig. 11 and 12 two multi-stage runners, whose supplementary bodies form one piece with the shaft, in longitudinal section,

Abb. 13 bis 19 aus Hohl- und Ergänzungskörper bestehende Läufer, deren Kanäle von einem gemeinsamen axialen Hohlraum ausgehen, im Längsschnitt, und" zwar Abb. 13 einen solchen mit Kugelschalenb erührungsfläche,Fig. 13 to 19 runners consisting of hollow and supplementary bodies, the channels of which are from go out from a common axial cavity, in longitudinal section, namely " Fig. 13 one with a spherical socket contact surface,

Abb. 14 eine Innenansicht des Hohlkörpers nach Abb. 13,Fig. 14 is an interior view of the hollow body according to Fig. 13,

Abb. 15 einen aus Hohl- und Ergänzungskörper bestehenden Läufer mit kegeliger Be- rührungsfiäche,Fig. 15 a runner consisting of a hollow body and a supplementary body with a conical contact surface,

Abb. 16 einen aus zwei ineinandergreifenden Hohlkörpern bestehenden Läufer,Fig. 16 one of two interlocking Hollow bodies existing runners,

Abb. 17 einen Läufer, dessen Kanäle Wendepunkte aufweisen, Abb. 18 einen zweistufigen Läufer und Abb. 19 einen dreistufigen Läufer. Die in Abb. 1 dargestellte Maschine weist ein Gehäuse 1 auf, in das eine Leitvorrichtung 2 für die Zuführung des Treibmittels eingebaut ist. Auf der Welle 3 ist der Läufer 4 aufgekeilt. Dieser hat die Form eines Hohlkörpers, an dessen Innenseite Ergänzungsstücke 5 angebracht sind. Diese sind, wie Abb. 2 zeigt, mit Nuten 6 versehen, die zusammen mit an der Innenseite des Körpers 4 vorgesehenen Nuten 7 die Arbeitskanäle 8 bilden, welche auch die Querwand 9 des Läufers durchdringen.Fig. 17 a runner whose canals are turning points Fig. 18 a two-stage runner and Fig. 19 a three-stage runner. The machine shown in Fig. 1 has a housing 1 into which a guide device 2 is installed for the supply of the propellant. The runner is on wave 3 4 wedged. This has the shape of a hollow body with additional pieces on the inside 5 are attached. These are, as Fig. 2 shows, provided with grooves 6, which together with on the inside of the body 4 provided grooves 7 form the working channels 8, which also penetrate the transverse wall 9 of the rotor.

An Stelle der Kanäle 8 sind- nach den Abb. 3 und 4 Kanäle 10 oder 11 vorgesehen, die zur Gänze in dem Kranz des Körpers; 4 oder. in den Ergänzungsteilen 5 liegen.Instead of channels 8, channels 10 or 11 are provided according to Figs. 3 and 4, wholly in the wreath of the body; 4 or. are in the supplementary parts 5.

Abb. 5 zeigt leine Maschine, die ähnlich wie die in Abb. 1 dargestellte ausgeführt ist, wo- go bei die Querwand jedoch keine Durchtrittsöffnungen zur Ableitung der Treib- oder Fördermittel besitzt.Fig. 5 shows a machine that is designed similarly to the one shown in Fig. 1, wo- go in the case of the transverse wall, however, no openings for the discharge of the propellant or Owns funding.

"Gemäß der in Abb. 6 dargestellten Ausführungsform ist innerhalb des Hohlkörpers 4 ein zweiter Hohlkörper 13 angeordnet, der die Teile 5 ersetzt. Nach Abb. 7 sitzt der innere Hohlkörper 14 auf einer die Welle 3 umgebenden Hohlwelle 15. Die an der Innenfläche des Körpers 4 angebrachten Nuten 7 und die an der Außenfläche des Körpers 14 angebrachten Nuten 6 können so angeordnet sein, daß die Körper' 4 und 14 durch das Treibmittel in entgegengesetztem Sinne angetrieben werden oder daß sie bei Verwendung der Maschine als Verdichter bei Gegenläufigkeit das Fördermittel im selben Sinne fördern. Auch bei Anwendung eines Ergänzungskörpers können die Kanäle 8, wie nach den Abb. 3 und 4, zur Gänze in einem der beiden Körper 4 und 13 oder 14 liegen."According to the embodiment shown in Fig. 6, inside the hollow body 4 a second hollow body 13 is arranged, which replaces the parts 5. According to Fig. 7, the inner one sits Hollow body 14 on a hollow shaft 3 surrounding the shaft 15. The on the inner surface of the body 4 and the grooves 7 on the outer surface of the body 14 attached grooves 6 can be arranged so that the body '4 and 14 through the Propellants are driven in the opposite sense or that they are in use the machine as a compressor in the opposite direction, the conveying means in the same sense support financially. Even when using a supplementary body, the channels 8, as after Figs. 3 and 4 lie entirely in one of the two bodies 4 and 13 or 14.

Nach Abb. 8 ist an Stelle des einstückigen Hohlkörpers 4 ein zweiteiliger, mit zwei Naben versehener Hohlkörper 16 vorgesehen; der Ergänzungskörper 17 ist als Vollkörper ausgebildet und besteht mit, der Welle 3 aus einem Stück.According to Fig. 8, instead of the one-piece hollow body 4, there is a two-part one with two hubs provided hollow body 16 provided; the supplementary body 17 is a solid body formed and consists with the shaft 3 in one piece.

Abb. 9 zeigt den Läufer einer dreistufigen Turbine, deren Hohlkörper mit 18, 19, 20 und deren auf derselben Welle sitzende Ergänzungskörper mit 21^.22, 23 bezeichnet sind. Die Hohlkörper 18, 19 bilden mit den Er-Fig. 9 shows the runner of a three-stage turbine, the hollow body with 18, 19, 20 and whose supplementary bodies sitting on the same shaft are denoted by 21 ^ .22, 23. The hollow bodies 18, 19 form with the

gänzungskörpern 22, 23 der nächsten Stufe je ein Stück. Gemäß Abb. 10 sind hingegen die Hohlkörper 18, 19 und die Ergänzungskörper 22, 23 zweier benachbarter Stufen aus je einem gemeinsamen Werkstück hergestellt.complementary bodies 22, 23 of the next stage each one piece. According to Fig. 10, however, are the Hollow body 18, 19 and the supplementary body 22, 23 of two adjacent stages each made from a common workpiece.

Abb. 11 zeigt einen Läufer für eine dreistufige Maschine, dessen Hohlkörper 24 auf Hohlwellen 15 befestigt ist und die drei mit der Welle 3 aus einem Stück bestehenden Ergänzungskörper 25, 26, 27 umschließt. Zwischen die Ergänzungskörper ragen mit dem Hohlkörper aus einem Stück bestehende Teile. 28, 29, die gleichfalls mit Kanälen 30 versehen sind. Die Kanäle können so ausgebildet sein, daß der Hohlkörper 24 und seine Ergänzungskörper dieselbe oder entgegengesetzte Drehrichtung haben. Zwecks Äufstellungsmöglichkeit wird der. Hohlkörper längs einer Axialebene oder längs Querebenen unterteilt.Fig. 11 shows a runner for a three-stage machine, the hollow body 24 on Hollow shafts 15 is attached and the three with the shaft 3 consisting of one piece supplementary body 25, 26, 27 encloses. Between the supplementary bodies protrude with the hollow body from one-piece parts. 28, 29, which are also provided with channels 30 are. The channels can be designed so that the hollow body 24 and its supplementary body have the same or opposite direction of rotation to have. For the purpose of setting up the. Hollow body along an axial plane or divided along transverse planes.

Nach Abb. 12 sind zwei Hohlkörper 4 vorhanden, in die je ein Ergänzungskörper 31 eingebaut ist, die mit der Welle 3 ein Stück bilden. Zwischen sie reicht die an dem Gehäuse ι feste Leitvorrichtung 32.According to Fig. 12, there are two hollow bodies 4, each with a supplementary body 31 is installed, which form one piece with the shaft 3. The one on the housing extends between them ι fixed guide device 32.

Die Erfindung ist auch für Läufer anwendbar, deren Kanäle von einem gemeinsamen axial angeordneten Raum ausgehen und die auch ohne Turbinengehäuse betrieben werden können; nach Abb. 13 und 14 bestellt der Läufer aus einem schalenartigen Körper 33, in den ein Vollkörper 34 eingepaßt ist. Sie sind mit Nuten 6, 7 versehen, die sich, zu Kanälen ergänzen, welche von einem gemeinsamen, zur Treibmittelzufuhr oder als Brennkammer dienenden Raum 35 ausgehen. Auch hier können Hohlkörper und Ergänzungskörper dieselbe oder !entgegengesetzte Drehrichtung haben.The invention is also applicable to runners whose channels are shared by a common axially arranged space and which can also be operated without a turbine housing can; ordered according to fig. 13 and 14 the runner made of a bowl-like body 33, into which a solid body 34 is fitted. They are provided with grooves 6, 7, which, too Channels complement which of a common, for propellant supply or as a combustion chamber serving room 35 go out. Here, too, the hollow body and the supplementary body can rotate in the same or opposite direction to have.

Abb. 15 zeigt 'eine Ausführungsform der Maschine mit im wesentlichen kegeliger Berührungsfläche der Körper 33, 34.Fig. 15 shows' an embodiment of the Machine with a substantially conical contact surface of the bodies 33, 34.

Nach Abb. 16 ist eine durchgehende Welle 3 vorgesehen und die Kammer 3 5 mit Öffnungen 36 ausgestattet, die die Verbindung mit def Zuführungsringleitung 37 herstellen. Der Ergänzungskörper 38 ist gleichfalls als Hohlkörper ausgebildet.According to Fig. 16 there is a continuous shaft 3 provided and the chamber 3 5 equipped with openings 36, the connection with Def Establish feed ring line 37. Of the Supplementary body 38 is also designed as a hollow body.

Gemäß Abb. 17 ist die Berührungsfläche der beiden Körper 39, 40 so geformt, daß die Kanäle 8 Wendepunkte aufweisen. Der gemeinsame Hohlraum ist in der Welle 3 angeordnet. According to Fig. 17 is the contact area of the two bodies 39, 40 shaped so that the channels have 8 turning points. The common one The cavity is arranged in the shaft 3.

Abb. 18 zeigt den Läufer einer zweistufigen Maschine, dessen Ergänzungskörper 34 der ersten Stufe mit dem Hohlkörper 4 der zweiten Stufe aus einem Stück besteht.Fig. 18 shows the runner of a two-stage Machine, the supplementary body 34 of the first stage with the hollow body 4 of the second Stage consists of one piece.

Abb. 19 stellt einen Läufer einer dreistufigen Maschine dar, dessen erste Stufe durch einen Hohlkörper 41 und einen Ergänzungskörper 42 gebildet wird. Mit letzterem besteht der Hohlkörper 43 der zweiten Stufe aus einem'Stück. Die Ergänzungskörper 44, dieses Hohlkörpers und des der dritten Stufe 46 bilden auch ein einziges Stück. Die Leitvorrichtungen 47, 48 sind an dem Gehäuse angeordnet.Fig. 19 shows a runner of a three-stage machine, the first stage through a hollow body 41 and a supplementary body 42 is formed. With the latter exists the hollow body 43 of the second stage from one piece. The supplementary body 44, this hollow body and that of the third stage 46 also form a single piece. the Guide devices 47, 48 are arranged on the housing.

Die aus der Zeichnung zu entnehmenden Einzelheiten der Maschine können auch in anderer Weise, als hier dargestellt ist, vereinigt werden. -The details of the machine to be taken from the drawing can also be found in other way than shown here. -

Die Kanäle sind der Einfachheit halber in allen Fällen so dargestellt, als ob sie in der Zeichnungsebene lägen, doch werden sie in der praktischen Ausführung diese Ebene schneiden, gleichgültig ob sie nach ebenen Kurven oder nach Raumkurven geformt sind.For the sake of simplicity, the channels are shown in all cases as if they were in the Drawing plane, but in practice they will be this plane cut, regardless of whether they are shaped according to flat curves or space curves.

Die Maschinen können mit oder ohne Leitvorrichtung betrieben werden.The machines can be operated with or without a guide device.

Claims

Patent claims:

1. gyroscopic machine, characterized in that its rotor consists of an im consists essentially bell-shaped hollow body, on the inner surface of additional parts are arranged to form channels with a closed cross-sectional outline.

2. Centrifugal machine according to claim 1, characterized in that the hollow body is provided with the channels continuing through openings.

3. Centrifugal machine according to claim 1, characterized in that the supplementary parts are combined into a single, optionally hollow supplementary body, which is the cavity of the bell-shaped Body is adapted to the shape.

4. Kreisehnmaschine according to the claims ι and 3, characterized in that the two hollow bodies after the same Side are open (Fig. 6).

5. centrifugal machine according to claims ι and 3, characterized in that that the two hollow bodies are open on opposite sides (Fig. 7).

6. rotary machine according to claims ι and 3, characterized in that the hollow body (16) completely encloses the supplementary body (17) χ ₁₀ (Fig. 8).

7. rotary machine according to claims ι and 3 for multi-stage machines, characterized in that all supplementary _{bodies or some of them with n 5 of} the shaft form a piece (Fig. 11, 12, 18, 19).

8. rotary machine with two or more stages according to claims 1 and 3, characterized in that the hollow body of two or more adjacent stages form a single piece (Fig. 10,11).

9. centrifugal machine with two or more stages according to claims ι and 3, characterized in that the supplementary body of two or more stages form a piece (fig.ro, 11, 12, 19).

10. centrifugal machine with two or more stages according to claims 1 and 3, characterized in that the hollow body of the rotor of one stage with the supplementary body of the rotor of the next Each step forms a piece (Fig. 9, 18, 19).

11. centrifugal machine with two stages according to claims 1 and 3, characterized characterized in that the hollow bodies of the two stages with the cavity are directed against one another and are arranged at a distance from one another so that they together with an intermediate Leitvorrichrung enclose the supplementary body (Fig. 12, 19).

12. Centrifugal machine according to the claims ι and 3, characterized in that the contact surface of the hollow body with the supplementary body the shape of a

. has domed shell (e.g. sphere or cone) on which the canals leading by a common space arranged in the hollow body or in the shaft, run (Fig. 13 to 19).

13. Kräsielmascriine according to the claims i, 3 and 12, characterized in that the contact surface is shaped in this way is that the channels have points of inflection (Fig. 17).

14. Centrifugal machine according to claims ι and 3, characterized in that that the hollow body of the rotor and the complementary body engaging in it the Have channel parts in such an arrangement that the two bodies in opposite directions Rotate directions.

1 sheet of drawings