DE620471C - Waermekraftmaschine - Google Patents

Description

Wärmekraftmaschinen, bei denen die Ausdehnung· und Zusammenziehung von zwei wärmeempfindlichen Körpern, z. B. Metallrohre o. dgl., oder zwei oder mehreren Grup-S pen derselben bei Erwärmung¹ und Abkühlung durch ein Übersetzungsgetriebe mit Schaltvorrichtungen zur Erzielung einer fortlaufenden Drehbewegung und mit Steuerung einer Wärme- und Kältequelle zur Leistung von mechanischer Arbeit dient, sind bekannt.

Von dem Bekannten unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand dadurch, daß in dem Übersetzungsgetriebe eine Schraube mit entsprechend der gesetzmäßigen Ungleichförmigkeit des Ausdehnungs- und Zusammenziehungsvorganges ungleichförmigen Gewindegängen vorgesehen ist, in welche Führungen, Stifte o. dgl., eingreifen. Durch diese Vorrichtung wird der neue Erfolg erzielt, daß die ungleichförmig hin und her gehende Ausdehnungs- und Zusammenzugsbewegung in eine gleichförmige Drehbewegung oder umgekehrt umgeformt und damit die ohne diese Vorrichtung zeitlichen Schwankungen unterworfene Umdrehungszahl der Maschine gleichbleibend gemacht wird.

Eine Verbesserung gegenüber dem Bekannten besteht weiter darin, daß die Steuerung der Wärme- und Kältequelle durch Drehschieber erfolgt, auf deren Achsen zweiteilige Schaltstangen angebracht sind, deren äußere Stangenteile durch Drehgelenke und Federn nur nach einer Drehrichtung starr miteinander gekuppelt sind und durch Steuerstangen von Schwungkugelreglern derart bewegt werden, daß mit dem Heben und Senken der Reglermuffe des einen Reglers der zur Wärme- oder Kältemittelsteuerung zum anderen Ausdehnungskörper dienende Drehschieber geschaltet wird. Hierdurch wird der neue Erfolg erzielt, daß die Umsteuerung der Wärme- oder Kältequelle nicht wie bei den bekannten Steuerungen nach Erreichen einer unveränderlich vorgeschriebenen Länge des Ausdehnungs- und Zusammenziehungsweges, sondern beim Aufhören des Ausdehnungs- · und Zusammenziehungsvorganges erfolgt. Dadurch wird erreicht, daß zur Erzeugung von mechanischer Arbeit bei derselben Maschine beliebig große oder kleine Temperaturunterschiede mit Erfolg angewendet werden können.

Die Zeichnung stellt eine Ausführungsform des Erfindungsgedankens dar. Es bedeuten:

ι Ausdehnungskörper, 2 Getriebeteile, 3 Schrauben mit ungleichförmigen Gewindegängen, 4 Schaltvorrichtungen mit Klinken zur Gleichschaltung der Drehbewegung während eines Ausdehnungs- und Zusammenziehungsvorganges unter Berücksichtigung der dem Einwirken verschiedener Temperaturunterschiede entsprechenden Veränderungen des Ausdehnungs- und Zusammenziehungsweges und S Steuerungsteile der Wärme- und Kältequelle.

Die Ausdehnungskörper 1 bestehen beim Ausführungsbeispiel aus Gruppen von parallelen Metallrohren, deren eines Ende fest und deren anderes Ende frei dehnbar auf eine Welle eines Getriebes 2 einwirkt. Die Länge und der Umfang der Röhre richten sich nach der gewünschten Leistung. Bei dem Ausfüh-

rungsbeispiel sind zwei Ausdehnungskörper vorgesehen,; man kann auch nur einen Ausdehnungskörper anwenden. Das· Getriebe 2 zur Übersetzung der kurzen geradlinigen Bewegung des freien Endes de:

Ausdehnungskörpers in eine kreisförmige mit der gewünschten Umdrehungszahl besteht aus

■ einfachen Kurbeln und Zahnrädern, das nicht näher beschrieben ist. Es kann auch ein hydraulisches Getriebe verwendet werden.

An einer Stelle des Übersetzungsgetriebes, an der die Bewegung, beispielsweise der Zusammenziehung, in beinahe eine halbe Umdrehung umgesetzt wird, -wird probeweise eine runde Stange aus einem leicht zu bearbeitenden Werkstoff von einer Länge angebracht, daß ein um die Stange gelegter Ring, ohne diese zu berühren, beim Hinundhergang dieser Stange noch zwischen ihren Enden bleibt. Dieser Ring" trägt nach innen zwei oder mehrere die Stange berührende Schreibstifte und kann in gleichförmige Bewegung mit Hand oder mit einem Elektromotor versetzt werden. Dann tragen diese Stifte auf die Oberfläche der Stange Linien auf, wenn diese Stange durch Zusammenziehung oder Ausdehnung des Ausdehnungskörper bewegt wird. Nach dieser Vorlage werden die Schraubenkörper angefertigt. In der Maschine selbst wird der Ring mit zwei oder mehr in die Schraubengänge greifende Dornen geradlinig bewegt, so daß die Schraube in gleichförmige Umdrehung gelangt. Sofe'rn die Beschleunigung bei der Ausdehnung so zunimmt, wie sie beim' Zusammenziehen abnimmt, kann auch die Ausdehnung für die Kraftgewinnumg benutzt werden, anderenfalls können zwei Vorrichtungen angebracht werden, von denen immer eine selbsttätig ausschaltbar ist.

Die Vorrichtung 4 zur Erzielung einer stets nach der gleichen Richtung gehenden Drehung des Schwungrades, also eine Gleichschaltung der an sich entgegengesetzt gehenden Bewegungsrichtungen bei Ausdehnung und Zusammenziehung, geschieht durch Zahnräder und Schaltklinken, die so eingreifen, daß sie entweder in die Zähne eingreifen oder darüber hinweggleiten, wie dieses bei den Freilaufkupplungen bekannt ist und hier deshalb nicht näher beschrieben ist.

Damit die Maschine für beliebige Wärmequellen verwendbar ist, muß die Steuerung 6 der Wärmequellen augenblicklich ansprechen, d. h. das Wärme- und Kältemittel zuführen oder absperren, wenn die Zusammenziehung oder Ausdehnung ganz oder fast ganz aufhört. Dies wird durch Verwendung von Schwungkugelreglern in der allgemein bekannten Form oder auf ähnliche Weise durch Benutzung der Zentrifugalkraft erreicht.

Diese Regler werden von geeigneten Getrieberädern der Maschine in Umdrehung gesetzt. Das Gewicht der Schwungkugeln, gegebenenfalls durch Federn unterstützt, muß derart sein; daß beim Aufhören der Drehung und dadurch erfolgendem Fallen der Kugeln Steuerstangen bewegt werden und durch Gegenstoßen dieser Stangen gegen Stangen der Steuerorgane die Wärmezufuhr geöffnet oder unterbunden wird, ebenso die Kaltwasser- oder Luftstromzufuhr. Die beiden Steuerorgane, je eins für Wärme- und Kältemittel, sind geeignet durchbohrte Vollzylinder, die nebeneinanderliegend auf der gleichen Welle drehbar sind. Für jeden Ausdehnungskörper ist ein solches Doppelorgan erforderlich. Die an einer Seite über den Zylinder hinaus verlängerte Welle trägt an ihrem Ende etwa acht sternartig angeordnete Metallstäbe, die jeder aus zwei durch Gelenke verbundenen Teilen bestehen, und zwar so, daß der äußere Teil jedes -Stabes nur nach einer Richtung, und zwar bei allen Stäben nach der gleichen Richtung, drehbar ist. Beide Teile des Stabes werden außerdem durch eine Feder an der Rückseite der Drehrichtung zusammengehalten. Wenn die Steuerstange gegen den Teil des Sternstabes an der Gelenkseite stößt, so wird das Steuerorgan um ein Achtel gedreht. Angenommen, der Stoß, der Stange hing mit der Beendigung einer Zusammenziehung des Ausdehnungskörpers 1 zusammen, so muß mit diesem Stoß die Wärmezufuhr für den anderen Ausdehnungskörper 1 geschlossen und die .Kältezufuhr geöffnet werden. Damit ist bei diesem Körper die Ausdehnung beendet. Die Kugeln seines Reglers fallen. Der Stoß der zu diesem Körper gehörigen Steuerstange wird ausgelöst, der Stern des Steuerorgans für den Ausdehnungskörper dreht sich um ein Achtel, womit sich für diesen Körper die Wärmezufuhr öffnet und die* Kältezufuhr schließt. Bei diesem Körper beginnt jetzt die Ausdehnung. Der hierzu gehörige Regler kommt sofort wieder in Bewegung, die Steuerstange wird zurückgezogen. Sie konnte ungehindert ihren Stoß ausführen, da das untere Ende des auf den angestoßenen und damit weitergerückten Sternstabes folgenden no Stabes im Gelenk einknickt und sich auf die Stange auflegt, und sie kann ungehindert zurück an dem eingeknickten Ende des Stabes vorbeigehen, das sich dann durch die Feder sofort in die richtige Lage einstellt. Wenn die Ausdehnung beendet ist, schlägt die Stange wieder aus usw.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Wärmekraftmaschine, bei welcher die Ausdehnung und Zusammenziehung von

   zwei wärmeempfindlichen Körpern, z. B. Metallrohren o. dgl., oder von zwei oder mehreren Gruppen derselben bei Erwärmung oder Abkühlung durch ein Übersetzungsgetriebe mit- Schaltvorrichtungen zur Erzielung einer fortlaufenden Drehbewegung und mit Steuerung einer ' Wärme- und Kältequelle zur Leistung von mechanischer Arbeit dient, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Übersetzungsgetriebe eine Schraube mit entsprechend der Ungleichförmigkeit des Ausdehnungsund Zusammenziehungsvorganges ungleichförmigen Gewindegängen vorgesehen ist, in welche Führungen (Stifte o. dgl.) eingreifen, die die ungleichförmige hin und her gehende Ausdehnungs- und Zusammenziehungsbewegung in eine gleichförmige Drehbewegung oder umgekehrt umformen und die Steuerung der Wärme- und Kältequelle in dem Getriebezuge hinter der Schraube mit ungleichförmigen Gewindegängen abgeleitet ist.
2. 2. Wärmekraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Wärme- und Kältequelle durch Drehschieber erfolgt, auf deren Achsen zweiteilige Schaltstangen angebracht sind, deren äußere Stangenteile durch Drehgelenke und Federn nur nach einer Drehrichtung starr miteinander gekuppelt sind und durch Steuerstangen von Schwungkugelreglern derart bewegt werden, daß mit dem Heben und Senken der Reglermuffe des einen Reglers der zur Wärme- oder Kältemittelsteuerung zum anderen Ausdehnungskörper dienende Drehschieber geschaltet wird.

   Hierzu 1 Blatt'Zeichnungan