DE73454C - Kraftmaschine mit kreisenden, abwechselnd umgetriebenen Kolben und stetiger Wellenumdrehung - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Bei den bisher bekannt gewordenen, z. B. den in den Patentschriften Nr. 765, 2387, 10360 und 12895 beschriebenen Rotationsmaschinen wird die Drehung der Welle in der Weise bewirkt, dafs die beiden kreisenden Kolben abwechselnd mit der Welle oder dem Kolbengehäuse gekuppelt werden, so dafs die Umdrehung der Welle durch abwechselnd stillstehende, und umgetriebene Kolben und entsprechende Unstetigkeit der Umdrehungsbewegung erfolgt.

Bei der vorliegenden Rotationsmaschine findet eine dauernde feste Verbindung zwischen dem Treibkolben und der Welle oder dem Kolbengehäuse und eine stetige Umdrehung des Treibkolbens und des getriebenen Theiles statt. Um diese Stetigkeit in der Umdrehungsbewegung zu ermöglichen, wird der andere, dem Kraftmittel als Rückhalt dienende Kolben, der sogenannte Deckelkolben, so gesteuert, dafs er während jeder Umdrehung theils festgehalten, theils dem stetig umgetriebenen Kraftkolben zwanglä'ufig nachbewegt wird. Das Festhalten des Deckelkolbens geschieht zwischen den Ein- und Ausströmungskanälen, während der Kraftkolben unter Druck kreist. Sobald der umgetriebene Kolben den Ausströmungskanal überschritten hat, wird der andere Kolben zwangläufig in Umdrehung versetzt und erreicht seine Anfangsstellung zwischen den Ein- und Ausströmungskanälen, wenn der eine Kolben nach Ueberschreitung des Einströmungskanals vom Kraftmittel neuen Antrieb empfängt.

Die Fig. 1 und 2 der Zeichnung veranschaulichen eine Ausführungsform dieser Maschine, bei welcher ein mit einer Welle fest verbundener Kolben stetig umgetrieben und der andere gesteuert wird.

Der auf der Schwungradwelle kw sitzende Kraftkolben k wird von dem durch den Einströmungskanal e in das ringförmige Gehäuse g eintretenden Kraftmittel in der Richtung des Pfeiles (Fig. 2) umgetrieben. Das Kraftmittel wird durch ein in der Zuleitung desselben geeignet angeordnetes Absperrorgan vor Erreichung oder Oeffnung des Ausstömungskanals abgesperrt. Soll die Kraftmaschine mit Expansion arbeiten, so kann die Absperrung entsprechend früher erfolgen. Das Absperrorgan wird in bekannter Weise von der Welle aus mittelst Kurbelbetriebes und passender Zwischenmittel — in der Zeichnung nicht dargestellt — zweckentsprechend gesteuert. Während des Ganges des Kolbens k aus seiner Anfangsstellung bis zur Ueberschreitung des Ausströmungskanals wird der Deckelkolben d in seiner Stellung zwischen dem Ausströmungskanal α und dem Einströmungskanal e festgehalten. Nachdem der Kraftkolben den Ausströmungskanal α geöffnet bezw. überschritten hat, strömt das Kraftmittel aus. Sodann nähert sich der Kraftkolben dem Deckelkolben d von hinten, wobei gegebenenfalls eine gröfsere Compression des etwa in dem Raum zwischen Ein- und Ausströmungskanal zurückgebliebenen Kraftmittels stattfindet und den Gang des

Kraftkolbens verlangsamt. Es beginnt der Kolben d, angetrieben vom Schwungrad aus mittelst geeigneter Zwischenmechanismen, dem Kolben k nachzueilen. Das Absperrorgan bleibt auch während dieser Zeit geschlossen. Die Bewegung des Kolbens d ist eine ungleichförmige, und zwar eine derartige, dafs der Kolben d sich dem Kraftkolben, während derselbe den Einströmungskanal e überschreitet, nähert und sich mit gröfserer Geschwindigkeit zu der in Fig. 2 gezeigten Ruhestellung zwischen den Ein - und Ausströmungskanälen a e hinbewegt und dieselbe dann mit rasch auf Null herabgeminderter Geschwindigkeit erreicht, wenn der Kolben k die dort angegebene Anfangsstellung hinter dem Einströmungskanal erreicht hat und neuen Antrieb durch Oeffnen des Absperrorgans empfängt.

Die nacheilende Bewegung des Kolbens d kann durch eine Nuth η im Schwungrad R durch die Hebel h° h'\ Welle h\ Antriebsstange t und Kurbel b vermittelt werden. Es können diese Mechanismen auch benutzt werden, um die Kolben d bei Verwendung von Dampf, geprefster Luft etc. mittelst eines schwingenden Cylinders, dessen Kolben mit der Antriebsstange t verbunden ist, in der vorgeschriebenen Weise zwangläufig zu steuern.

Die Steuerung durch eine unrunde Nuth im Schwungrad ist in Fig. 7 schematisch dargestellt. In die concentrische, aber an geeigneter Stelle von der Kreisform abweichende Nuth η greift das Ende eines Hebels /2⁰. So lange sich das Hebelende im kreisförmigen Theil der Nuth befindet, verbleibt der Hebel in Ruhe; sobald jedoch die von der Kreisform abweichenden Theile der Nuth vorübergeführt werden, vollführt der Hebel h° eine schwingende, durch die Pfeile 1, 2, 3 angedeutete Bewegung, welche durch die Welle h, auf welcher der Hebel befestigt ist, auf einen am anderen Wellenende angebrachten Hebel h ² übertragen wird. Dieser Hebel h- steht durch die Triebstange if mit der an der Deckelkolbenwelle befestigten Kurbel b in Verbindung und versetzt diese in Umdrehung. Da die Nuth im Schwungrad eine Ausbiegung nach innen und darauf folgend eine solche nach aufsen besitzt, so schwingt der Hebel h° einmal durch seine Ruhelage hindurch und stellt sich wieder in diese ein; infolge dessen ist die Kurbel b gezwungen, eine Umdrehung zu machen. Die Ausdehnung der gesammten Abweichung von der Kreisform beträgt, in Graden gemessen, eben so viel als die Nachschubperiode des Kolbens d, welche durch den kreisförmigen Pfeil in Fig. 8 veranschaulicht ist. Es ist ersichtlich, dafs die jeweilige Bewegung des Deckelkolbens nur einen verhältnifsmäfsig kleinen Theil der Umdrehungszeit des Kraftkolbens beansprucht. Um einen Stofs zwischen beiden Kolben auf alle Fälle zu vermeiden, können dieselben mit Federn ο versehen werden, wie Fig. 9 zeigt. Die Feststellung des Deckelkolbens kann durch eine Klinke ρ gesichert werden.

Die Welle ist innerhalb des Kolbengehäuses getheilt. Die Wellentheile tragen je einen der Kolben k d, sind in geeigneter Weise concentrisch gelagert und dicht an einander gedrückt.

Die Mittel zur Abdichtung der Kolben können verschieden sein. In den Fig. 5 und 6 sind beispielsweise geeignete Dichtungen in gröfserem Mafsstabe dargestellt. Dieselben bestehen hier im wesentlichen aus den bekannten ringförmigen Kolbendichtungsringen r und die Fugen zwischen Kolben, Wellenarm und Gehäuse abdichtenden Ringen s s, welch letztere mittelst Federn f, die zugleich zum Zusammendrücken der Wellenenden dienen, an die Kolbenringe und Wellenansätze angeprefst werden.

Die Fig. 3 und 4 der Zeichnung zeigen eine Ausführungsform dieser Maschine, bei welcher der stetig umgetriebene Kolben k vermittelst eines Flantsches oder Vorsprunges / oder sonst geeignet mit dem drehbaren Gehäuse R, welches zugleich als 'Schwungrad oder Riemscheibe dienen kann, fest verbunden ist, während der Deckelkolben d in ähnlicher Weise wie vorbeschrieben vom kreisenden Gehäuse R aus gesteuert wird.

Die Ein- und Ausströmung des Kraftmittels erfolgt hier durch die den Deckelkolben d tragende hohle Welle w und durch einen in diesem Kolben angeordneten Kanal. Die Regelung der Ein- und Ausströmung erfolgt durch einen in der hohlen Welle vor dem Zugang zum Kolbenkanal hin- und herbewegten entlasteten Steuerkolben v. Die Ausströmung erfolgt durch Kanäle, welche an beiden Enden der hohlen Welle angebracht sind. Fig. 4 zeigt die Stellung der beiden Kolben beim Beginn einer Umdrehung. Das durch die hohle Welle und den Kanal im einstweilen feststehenden Kolben d einströmende Kraftmittel versetzt den Kolben k nebst Gehäuse in der Richtung des Pfeiles in Umdrehung. Nachdem der Kolben k ungefähr drei Viertel einer Umdrehung gemacht hat, wird der Kolben d durch das kreisende Gehäuse und den dafür bestimmten Zwischenmechanismus in Umdrehung versetzt. Derselbe eilt dem Kraftkolben k nach und beide erreichen zu gleicher Zeit ihre in Fig. 4 dargestellte Anfangsstellung, wonach das Spiel von neuem beginnt. Während des Nacheilens des Deckelkolbens d, also ungefähr auf ein Viertel einer Umdrehung des Kraftkolbens, findet die Ausströmung des Kraftmittels statt, indem während dieser Periode der Steuerkolben ν das Innere des Gehäuses R mit den Ausströmungsrohren a in Verbindung setzt.

Auch bei dieser Ausführungsform der Maschine findet eine stetige Wellenumdrehung statt und ist als Kraftwelle hier die die hohle Welle w umschliefsende und auf derselben laufende hohle Welle kw^x zu verstehen, welche, wie dargestellt, mit dem stetig umgetriebenen, zu einem Schwungrade, einer Riemscheibe u. s. w. ausgebildeten Cylindergehäuse R aus einem Stück bestehen kann.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Eine Kraftmaschine mit kreisendem Kolben und stetiger Wellenumdrehung, gekennzeichnet durch einen vom Kraftmittel stetig umgetriebenen Kraftkolben (k) und einen während der Wirkung des Kraftmittels hinter dem Einströmungskanal festgehaltenen, während der Ausströmung des Kraftmittels zwangläufig (z. B. durch geeignete Zwischenmittel von einer Nuth im Schwungrad aus) einen Kreislauf aus der Ruhestellung heraus und in dieselbe zurück vollführenden Deckelkolben (d), welcher Kreislauf des Deckelkolbens vollendet ist, wenn der Kraftkolben seine Anfangstellung vor dem Einströmungskanal für neuen Antrieb erreicht hat.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.