DE93408C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

ΡΑΤΕΝΤΑΜΤ\%

Zweck vorliegender Erfindung ist die Schaffung einer Kupplungsvorrichtung bei umlaufenden Kraftmaschinen mit zwei — oder mehr — unabhängig von einander drehbaren Flügelkolben, um letztere abwechselnd mit dem drehbaren und dem feststehenden Theil der Maschine zu verkuppeln. Es soll durch diese abwechselnde Kupplung der genannten Flügelkolben mit dem drehbaren und dem feststehenden Theil der Kraftmaschine die bei schnell umlaufenden Motoren gleicher Gattung durch den Druck der Kolben gegen die Cylinderinnenfläche hervorgerufene. grofse Reibung wesentlich vermindert und dadurch ein Verlust an Nutzleistung möglicht vermieden werden.

Es kennzeichnet sich die vorstehend genannte Kupplungsvorrichtung durch die Anordnung zweier auf den Kolbennaben sitzender Kuppelscheiben, welche an ihrem Umfange mit Nuthen ausgestattet sind, sowie aus Bremsklötzen und Klammern, welche einerseits mit den Cylinderkopfwänden und andererseits mit den festen Böcken der Maschine verbunden sind, wobei genannte Klammern durch Federn in solcher Lage gehalten werden, dafs sie beim Umlaufen der Maschine die Kolben zum Zwecke ihres Stillstehens mit den festen Maschinenböcken oder zur Drehung mit dem umlaufenden Cylinder kuppeln.

Es kann diese durch Bremsklötze und unter der Wirkung von Federn stehende Klammern gebildete Kupplungsvorrichtung eine Abänderung in der Richtung erleiden, dafs die Bremsklötze durch in ihrer Länge veränderlich einstellbare Knebel gegen den Innenrand eines Ringes gedrückt werden, wobei die nach der Maschinenwelle zu gelegenen Knebelspitzen in Vertiefungen der Kolbennaben, dagegen die nach aüfsen zu gelegenen Knebelspitzen in Vertiefungen der Bremsklötze eingreifen, um auch hier wiederum, genau wie bei der an erster Stelle gekennzeichneten , Kupplungsvorrichtung , die Kolben entweder zum Stillstand zu bringen oder mit dem Cylinder gemeinsam in Drehung zu versetzen.

Fig. ι zeigt die vorstehend gekennzeichnete .Maschine im Längsschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie 2 - 2 in Fig. 1 , nach rechts gesehen. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt nach Linie 3-3 in Fig. 1, ebenfalls nach rechts gesehen, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 in Fig. i, nach links gesehen.

Fig. 5 zeigt eine ähnliche Ansicht mit der Stellung der Kolben, wenn diese aus derjenigen Stellung, in welcher an den einen Kolben Dampf herantritt, in diejenige Stellung übergehen, bei welcher der Dampf kanal vollständig geöffnet ist.

Fig. 6 zeigt eine ähnliche Ansicht nach Linie 6-6 der Fig. 1; hier sind die Kolbenstellungen ersichtlich, wenn der eine Kolben in die Stellung für den vollkommen geöffneten Dampfaustritt übergegangen ist.

Fig. 7 zeigt eine ähnliche Ansicht nach Linie 7-7 in Fig. 1; hier ist der andere Kolben in die Stellung bei vollkommen geöffnetem Dampfeinlafs übergegangen.

Fig. 8 zeigt eine ähnliche Ansicht nach Linie 8-8 in Fig. 1; hier ist der andere

Kolben in die Stellung für einen vollkommen offenen Dampfaustritt übergegangen.

Fig. 9 zeigt im Querschnitt eine abgeänderte Form.

Wenn in der nachfolgenden Beschreibung bei der Erklärung der Maschine und der Wirkungsweise ihrer Theile das Wort »Dampf« verwendet wird, so soll damit das wirkende Fluidum gemeint sein, welches entweder Dampf oder Gas sein kann.

Ferner kann, obgleich zur Darstellung der Erfindung als treibender Theil ein rotirender Cylinder angegeben ist, auch die Welle als der treibende Theil benutzt werden, wobei dann der Cylinder stillsteht.

In den Böcken AA¹ ist eine hohle Welle B gelagert, welche zum Tragen der rotirenden Kolben und des auf die Naben des letzteren aufgesetzten rotirenden Cylinders, sowie zur Ueberleitung des Dampfes bezw. zur Ableitung desselben aus dem Cylinderinnern dient. Bei B . tritt der Dampf in die Tragachse B ein und bei b^l aus letzterer heraus.

Cylinder C sitzt mit seinen Kopfflächen auf den Naben b b^l der Kolben DD¹; die Naben ihrerseits sitzen auf der Welle oder Achse B und sind über die Cylinderenden hinaus verlängert, um die Kupplungsräder oder Scheiben EE¹ aufzunehmen. Scheibe E dreht sich mit dem Kolben D und Scheibe E¹ mit dem Kolben D¹.

Jeder Kolben besteht aus zwei Flügeln, die von der Nabe nach beiden Seiten abstehen und sich bis zur gebogenen Innenfläche des Cylinders erstrecken. Die Kolben stehen mit den Innenflächen der Cylinderköpfe und mit der gebogenen Innenfläche des Cylinders selbst in loser Verbindung. Jede der Naben d d^l der Kolben erstreckt sich etwa von der Mitte des Cylinders durch dessen Kopfwände hindurch nach aufsen, wobei die Flügel des einen Kolbens über die Nabe des benachbarten Kolbens greifen.

An den Umflächen der Scheiben E E¹ sind je zwei ringförmige Nuthen von V - förmiger Gestalt eingearbeitet. Die Nuthen an der Scheibe E sind mit ee¹, die Nuthen an der Scheibe E¹ mit e'² e^B bezeichnet. In diese Nuthen sind die Kuppelklötze F eingesetzt, welche die Kolben abwechselnd mit dem Cylinder und einem feststehenden Halter ' verkuppeln. In der vorliegenden Ausführung der Maschine sind in jede Nuth der Kuppelscheiben drei Kuppelklötze eingesetzt; ihre Zahl kann aber je nach Bedarf vergröfsert oder vermindert werden. Die Kuppelklötze sind einander ganz gleich und mit einer V-förmigen Unterkante ausgestattet, welche der Nuth in der zugehörigen Scheibe entspricht. Aufserdem sind die Klötze gekrümmt, um sich der Umfläche der Kuppelscheiben anzuschmiegen. In der Mitte genannter Klötze befindet sich ein Einschnitt f zur Aufnahme eines Knebels. Ein solcher Knebel besteht aus einer durch vorspringende Nasen g g¹ gebildeten. Klammer G; die eine Nase g^l sitzt am unteren, die andere Nase g am oberen Ende des Klammerkörpers. Nase g legt sich in die Einschnitte f auf der Rückseite des Kuppelklotzes ein, während Nase g¹ sich in einen Einschnitt h und auf die Innenfläche des Quersteges einer Schleife legt. Diese Schleife steht entweder vom Cvlinderkopfe oder von dem feststehenden Bock ab. Die von dem feststehenden Bock abstehenden Schleifen sind mit H und die von den Cylinderkopfflächen abstehenden Schleifen mit H¹ bezeichnet.

Um an Material zu sparen und den Kuppelscheiben ein wohlgefälliges Aussehen zu verleihen, wird der die Nuthen tragende Kranz der Scheiben EE¹ breiter als deren Rippe gewählt, so dafs die Köpfe der Schleifen HH¹ in derselben Ebene wie die Kuppelklötze in den Nuthen an dem Umfange der Scheiben liegen, wie aus Fig. ι ersichtlich.

Die Klammern haben in ihrer Sitzfläche an den Kuppelklötzen und bei ihrem Einsetzen in die Schleifen HH¹ genügendes Spiel, so dafs die Klötze lose in den Nuthen an den Scheiben hängen, wenn die Klammern radial zur Drehachse stehen. Wenn aber die Klammern schräg gestellt werden, so suchen sie den Bremsklotz nach einwärts zu zienen und mit dem Scheibenumfang unter Reibung in innige Berührung zu . bringen, so dafs die Kuppelscheibe entweder mit dem Cylinder oder mit dem feststehenden Bock verkuppelt wird; dies hängt von der jeweiligen Lage derjenigen Klammern ab, welche für den betreffenden Moment schräg gestellt werden.

Durch eine Feder I wird eine jede Klammer mit ihrem oberen Theil etwas zur Seite gedrückt. Die Federn zum Andrücken der Klammern behufs Verkuppeins der Kuppelscheibe mit dem feststehenden Bock sind auf die Schleifen H aufgesetzt, während die Federn zum Schrägstellen der Klammern behufs Verkuppeins der Scheibe mit dem Cylinder an den Schleifen H¹ befestigt sind; dabei sind diese Federn so angeordnet, dafs sie in einer Richtung auf die Klammern pressen, die der Richtung der Wirkung der auf den Schleifen H sitzenden Federn entgegengesetzt ist. Zweck der Anordnung und Wirkung der Federn ist, die Kuppelklötze in solcher Stellung zum Umfang der Kuppelscheibe zu halten, dafs, wenn letztere in der der Pressung der Federn entsprechenden Richtung bethätigt wird, das Bestreben eintritt, den Klotz in innige Berührung mit der Scheibe zu bringen, und bei deren Drehbewegung denjenigen Theil nachzuziehen, an welchem die Klammern befestigt sind.

Wenn dieser Theil. der rotirende Theil, in vorliegendem Falle also der Cylinder, ist, so wird er von der Kuppelscheibe mitgenommen, ist es aber der feststehende Theil, so wird die Kuppelscheibe bei dieser Verkupplung an einer Drehbewegung gehindert. Wird jedoch die Kuppelscheibe in einer Richtung in Drehung versetzt, die der Wirkungsrichtung der Federn entgegengesetzt ist, so wird ein Aufpressen des Kuppelklotzes auf den Umfang der Kuppelscheibe verhindert, und es kann sich letztere frei in dieser Richtung drehen.

Da an jedem Ende des Cylinders Gruppen, von Klammern — eine Gruppe zum Anschlufs des Cylinders an den einen rotirenden Kolben und eine zweite Gruppe zum Anschlufs desselben an den anderen rotirenden Kolben — · vorgesehen sind, und da ferner in Verbindung mit diesen Klammergruppen zum Anschlufs der Kolben an den Cylinder an den einander gegenüberliegenden Enden des letzteren anderweite Klammergruppen vorgesehen sind, von denen die eine Gruppe zum Anschlufs des einen Kolbens an den feststehenden Bock, die andere zum Anschlufs des anderen Kolbens an den feststehenden Bock vorgesehen sind, so ergiebt sich, dafs der eine Kolben mittelst seiner zugehörigen Kuppelscheibe an den Cylinder angeschlossen wird, während der andere Kolben mittelst seiner Kuppelscheibe an den feststehenden Bock angeschlossen wird; inzwischen können die übrigen Kuppelklötze von den Umflächen der Scheiben freigegeben werden. Diese Anordnung erhält ihre praktische Ausführung durch die in der Zeichnung angegebene Anbringung der Federn I, welche die Klammergruppen zur Verbindung der Kuppelscheiben mit dem Cylinder in einer Richtung anzupressen suchen, die zu derjenigen Richtung, in welcher die Klammern zur Vereinigung der Kuppelscheiben mit dem feststehenden Bock angeprefst werden, entgegengesetzt ist.

Der Dampf zum Antrieb der Kolben innerhalb des Cylinders wird aus dem Innern der Welle B nach dem Räume zwischen den Kolben im Cylinder eingeführt und aus demselben durch Kanäle abgeleitet, die sich in der Wandung der Welle B und in den Naben an den Kolben in folgender Weise angeordnet vorfinden: Im Innern der Welle B befindet sich eine Scheidewand b'², welche den unter hohem Druck stehenden Dampf von dem auspuffenden und unter niederem Druck stehenden Dampf trennt. An diesem Ansatz befindet sich eine, längliche Hülse (Fig. i), welche die Anordnung der Eihlafskanäle zwischen zwei durch die Naben beider Kolben gelegten Ebenen ermöglicht. Die Einlafskanäle durch die Nabe des Kolbens D sind mit KK¹ (Fig. 4) und die entsprechenden Einlafskanäle in der Achse B mit k k¹ bezeichnet. Die Einlafskanäle durch die Nabe des Kolbens D¹ sind mit L L¹ (Fig. 7) und die zugehörigen Einlafskanäle in der Achse B mit / I¹ bezeichnet. Die Auspuffkanal in der Nabe des Kolbens D sind mit MM¹ (Fig. 6) und die entsprechenden Kanäle in der Welle B mit mm¹ bezeichnet. Die Auspuffkanäle in der Nabe des Kolbens D¹ sind mit NN^L und die Auspuffkanäle in der Achse B mit η η¹ bezeichnet..

Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende: Unter Hinweis auf die Querschnittsfiguren 4, 5, 6, 7 und 8 sei angenommen, dafs sich der Kolben D in Richtung des in diesen Figuren ersichtlichen Pfeiles bewege; es wird dann der Dampf durch die Kanäle k k¹, KK¹ in die Räume zwischen die beiden Kolben eintreten und letztere gegen einander in Drehung zu versetzen suchen. Kolben D¹ wird aber an einer Drehung in derjenigen Richtung, in welche er vom Dampf gedrückt wird, gehindert, weil er durch Verbindung der Klammern mit seiner zugehörigen Kuppelscheibe an den feststehenden Bock angehängt ist; Kolben D dagegen kann sich frei in der Richtung des auf ihn ausgeübten Druckes weiter bewegen, weil die Klammern auf seiner zugehörigen Kuppelscheibe das Bestreben haben, ihn von dem feststehenden Bock freizugeben. Die Drehung der Scheibe E in Richtung des Pfeiles sucht jedoch die Kuppelscheibe an den Cylinder anzuschliefsen, und es wird dadurch die genannte Scheibe bei ihrer Drehung den Cylinder C mit fortnehmen. Nachdem sich der Cylinder bis zum Kolben D¹ heranbewegt hat, wird der Kolben D, nachdem er an der vollständig geöffneten Einlafsöffnung (Fig. 5) und an der vollständig geöffneten Auspuff-Öffnung (Fig. 6) vorübergegangen ist, als Druckkissen gegen den Kolben D¹ wirken, so dafs dieser in derselben Richtung, in welcher der Kolben D in Umdrehung sich befand, zu rotiren anfängt. Hierdurch wird der Kolben D¹ von dem feststehenden Bock, mit dem er verkuppelt war-, gelöst, und es werden bei seiner weiteren Drehung die Einlafskanäle LL¹, II¹ geöffnet (Fig. 7), so dafs der Dampf eintreten kann, welcher dann den Kolben D¹ in derjenigen Richtung weiter treibt, in welcher er zu kufen anfing; der Dampf treibt aber gleichzeitig den Kolben D entgegengesetzt zu seiner vorherigen Drehrichtung.

Kolben D¹ dagegen wird seinerseits mit dem ' feststehenden Bock verkuppelt, wenn ersterer etwa in entgegengesetzter Richtung in Drehung versetzt werden sollte; die Folge davon ist, dafs der Kolben D¹ nach vorwärts getrieben wird, und er wird andererseits mit dem Cylinder verkuppelt, um letzteren in derselben Richtung mitzunehmen, in welcher er vom Kolben D anfänglich mitgenommen

Claims (2)

wurde. Wenn nun Kolben -D1 an den Kolben D herankommt, nachdem ersterer den vollständig geöffneten Auspuff passirt hat (siehe. Stellung Fig. 8), so wird er gegen den Kolben D als Kissen wirken und denselben vor sich herschieben, infolge dessen der Dampfeinlafs geöffnet wird und sich der Arbeitsvorgang wiederholt. Hieraus geht hervor, dafs ein jeder Kolben jedesmal auf dem Wege einer halben Umdrehung oder mehr den Cylinder mitnimmt, so dafs eine Abnutzung durch Reibung zwischen dem Kolben und dem Cylinder wenigstens auf der gesammten Länge einer halben Umdrehung des Kolbens nicht stattfinden kann. Läuft die Maschine mit nur geringer Belastung, so sucht das Beharrungsvermögen des Cylinders und .des Kolbens die beiden Kolben mit dem Cylinder mitzunehmen, so dafs ein so schnelles Oeffnen und Schliefsen der Einlafskanäle stattfindet, dafs ein nutzloser Einlafs und Auspuff des Dampfes vermieden wird; sowie aber die an die Maschine angehängte Last eine zusätzliche Kraft erfordert, um diese gröfsere Last auch noch mitzunehmen, so wird der Eintritt des Dampfes ohne jedwedes Zuthun des Maschinenwärters sich von selbst regeln. Es mag noch hervorgehoben werden, dafs das Verkuppeln durch Anziehen der Kuppelklötze' nach der Achse des von letzteren zu verkuppelnden Theiles hin erfolgt, statt dafs die Klötze von genannter Achse wegbewegt werden. Dies ermöglicht, den Kuppelklotz gegen die Peripherie des mitzunehmenden Theiles zu ziehen, statt dafs er gegen einen inneren und weniger vortheilhaften Maschinentheil gezogen wird. Bei der Ausführung der Maschine nach Fig. 9 werden die Kuppelklötze jF1, welche den Klötzen F in den schon beschriebenen Ausführungen entsprechen, nach aufsen und gegen die gekrümmte Innenfläche eines Ringes Q. gedrückt. Dieses Andrücken erfolgt mittelst der Knebel -R, die mit der einen Spitze in eine Vertiefung s an der Hinterseite des Klotzes .und mit der anderen Spitze in eine Vertiefung in den Verlängerungen der Naben d d1 der Kolben eingesetzt sind. Die Knebel R sind in ihrer Länge nachstellbar; es kann diese Nachstellung durch eine mit Rechts- und Linksgewinde versehene Muffe r erfolgen, in welche die Knebelspitzen eingesetzt sind. Durch eingelegte Federn £ werden die Klötze in der zum Verkuppeln des gewünschten Theiles entsprechenden Richtung gedrückt. Sonst ist die Wirkungsweise der Maschine dieselbe, gleichviel, ob Knebel oder Klammern von der oben beschriebenen Anordnung zur Verbindung kommen. Paten τ-Ansprüche:

1. Umlaufende Kraftmaschine mit zwei (oder mehr) unabhängig drehbaren Flügelkolben, die abwechselnd mit dem drehbaren und dem -feststehenden Theil gekuppelt werden, gekennzeichnet durch eine Kupplungsvorrichtung, bestehend aus den auf den Kolbennaben sitzenden Kuppelscheiben (E E¹J mit Nuthen am Umfange, aus Bremsklötzen (F) und aus Klammern (G), die theils mit den Cylinderkopfwänden und theils mit den festen Maschinenböcken verbunden sind und durch. Federn in einer solchen Lage gehalten werden, dafs sie beim Umlaufen der Maschine die Kolben entweder zum Stillstehen mit den festen Böcken oder zur Drehung mit dem Cylinder kuppeln (Fig. ι bis 3).

2. Eine Maschine nach Anspruch 1, bei deren Kupplungseinrichtung die Bremsklötze (.F¹, Fig. 9) durch in ihrer Länge veränderlich einstellbare Knebel (R), mit ihren inneren Spitzen in Vertiefungen der Kolbennaben, mit ihren äufseren Spitzen in passend schräger Stellung in Vertiefungen der Bremsklötze eingreifen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.