Kraftmaschine. Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraft maschine mit einem oder mehreren in einem Gehäuse rotierenden Zylinderkörpern, die quer zu ihrer Rotationsachse liegende Hub räume aufweisen, in denen hin- und herglei- tende, gleichzeitig eine Kreisbewegung aus führende Kolben angeordnet sind.
Derartige rotierendeKolbenkraftmaschinen bieten gegen über den Kolbenkraftmaschinen mit festange ordneten Zylindern eine Reihe von Vorteilen, die im wesentlichen in folgendem begründet liegen Während bei den Maschinen mit fest stehenden Zylindern die Hin- und Herbewe- gung des Kolbens mittels Schubstange und Kurbel in eine drehende übergeführt und hierbei die Geschwindigkeit von Kolben und Gestänge bei jedem Kolbenhub von 0 auf ein Maximum und wieder auf 0 gebracht werden muss,
wobei dann die Ungleichmäs- sigkeit der angetriebenen Maschinenteile nur durch grosse Schwungräder und andere grosse Schwungmassen einigermassen ausge glichen werden kann, wird bei den oben be- zeichneten Maschinen mit rotierenden Zylin derkörpern und kreisenden Kolben die auf den Kolben wirkende Kraft unmittelbar in eine drehende Bewegung übergeführt.
Trotzdem haben diese rotierenden Ma schinen als Gaskraft- und Dampfmaschinen noch keine praktische Anwendung finden können, weil es bisher an geeigneten Mitteln zur Teilfüllung der rotierenden Zylinder und damit zur ökonomischen Ausnützung der Expansion des gas- und dampfförmigen Treib mittels fehlte.
Durch die vorliegende Erfindung gelingt es, bei Maschinen mit rotierenden Zylinder körpern den Hubraum auf eine einfache Weise mit einer beliebigen Teilfüllung zu beschicken und mithin den Füllungsgrad beliebig zu regeln, und zwar dadurch, dass eine im Ma schinengehäuse angeordnete, eine Teilfüllung des Hubraumes ermöglichende und vom Zy linderkörper zu überschleifende Einströmöff- nung vorgesehen ist, die hinsichtlich ihrer Grösse regelbar ist und den Füllgrad be stimmt.
Die Regelung der Grösse der Ein- strömöffnung kann zum Beispiel mittels eines im Maschinengehäuse gelagerten Schiebers erfolgen, der der Krümmung des Zylinder körpers angepasst und in der Krüniniungs- richtung steuerbar ist.
In der Zeichnung ist als Ausführungs beispiel eine Kraftmaschine gemäss der Er findung dargestellt.
Fig. 1 zeigt die Dampfmaschine in einem Längsschnitt, und Fig. 2 in einem Querschnitt, von etwas kleinerem Massstab; Fig. 3 und 4 veranschaulichen im Grund riss bezw. Längsschnitt den Schieber der Mta- schine mit den benachbarten Teilen der letz teren ; Fig.5 und 6 veranschaulichen schematisch die Wirkungsweise der dargestellten Dampf maschine.
Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, handelt es sich bei vorliegender Ausführung um eine Zweizylinder-Zwillingsmaschine, deren Zylin der Bleichgrosse Abmessungen aufweisen. In dem Gehäuse 1, das zweckmässig zweiteilig ausgeführt ist, sind, getrennt durch eine Zwischenwand 2, zwei als Trommeln 3, 4 ausgebildete Zylinderkörper gleichachsig und drehbar eingesetzt. Jede Zylindertrommel weist zwei parallele Flächen 5, 5' bezw. 6, 6' auf. Diese Flächenpaare bilden mit zu ihnen senkrecht stehenden Gehäusewänden je einen schachtförmigen Zylinderraum 7 bezw. B. In die letzteren ist ein Kolben 9 bezw. 10 eingesetzt.
Die Kolben 9, 10 sitzen lose drehbar auf Zapfen 11, 12 einer im Ge häuse 1 eingesetzten Kurbelwelle.
Letztere ist derart exzentrisch zur Trom melachse angeordnet, dass die Laufkreise ihrer umlaufenden Kolbenzapfen 11, 12 die genannte Achse schneiden. Die Arme der Kurbelwelle sind als im Gehäuse drehbar gelagerte Abdichtungs- bezw. Lagerscheiben 16, 17, 18 ausgebildet.
Das Gehäuse ist ferner mit zwei Flach schiebern 19, 20 (Fig. 2, 3 und 4) ausge stattet. Die Schiebergehäuse 21, 22 sind am Gehäuse 1 befestigt und an eine gemeinsame Einströmleitung 23 angeschlossen. Die Schie- ber 19, 20 sind entsprechend der Mantel fläche der Zylindertrommeln gekrümmt und in der Gehäusewandung abgedichtet geführt. Sie besitzen ferner auf ihrer Aussenseite je ein Zahnsegment 24, 25, in die je ein in einer Kappe 32 gelagertes Zahnrad 26 bezw. 27 eingreift. Diese Zahnräder stehen je mit einem kleineren Zahnrad 28 bezw. 29 in Eingriff.
Die Zahnräder 28, 29 sitzen auf einer mit einem Handrad 30 versehenen Welle 31. Der Schieber und damit der Füll grad kann anstatt mittels des Handrades in bekannter Weise auch mittels eines Reglers (etwa Achsenreglers) in Abhängigkeit von der Belastung der Maschine geregelt werden.
Die Trommeln 3, 4 sowie die Kurbel wellenscheiben 16, 17, 18 sind mittels Dich tungsringen 33 gegenüber dem Gehäuse 1 abgedichtet. Die Gleichförmigkeit der Dreh bewegung der uni 90 gegeneinander ver setzten Zylinderräume 7, 8, die zwangsläufig durch die kreisende Bewegung ihrer Kolben erfolgt, wird durch eine Verkuppelung der Zylindertrommeln 3, 4 unterstützt. Zu diesem Zwecke besitzen die Trommeln 3, 4 je eine Umfangsverzahnung 34 bezw. 35. Letztere stehen mit zwei Bleichgrossen Zahnrädern 36, 37 in Eingriff, die auf einer kurzen Welle 38 aufgekeilt sind.
Das Gehäuse ist wie üblich noch mit einem Aussti-ümsttitzeri 41 versehen. Ferner sind in dem Gehäuse seitliche Drucke auf nehmende Kugellager 42, 43 vorgesehen.
Die Maschine arbeitet auf folgende Weise: Es sei zunächst der Weg nur des Kol bens 9 (Fig. 6) im Zylinderraum 7 der Trom mel 3 während eines Arbeitshubes betrachtet. Angenommen der Kurbelzapfen 11 des Kol bens macht eine geringe Drehbewegung im entgegengesetzten Sinne der Uhrzeigerbewe- gung. Mithin kommt der Kolben 9 zunächst unter die Einströmöffnung 39 und wird in folgedessen durch die Wirkung des einströ menden Dampfes im Zylinderraum 7 ein wärts bewegt. Hierdurch erhält nicht nur die Kurbelwelle eine Drehung im genannten Drehsinn, sondern auch gleichzeitig die Trom mel 3.
Nach Vorbeigehen des Zylinderraumes 7 an der Einströmöffnung 39 ist die Dampf zuführung abgesehnitten, so dass dann nur noch die vor dein Kolben 9 befindliehe Dampfmenge zufolge ihrer Expansion wirkt. Der Kolben 9 hat nach einer Drehung der Zylindertrommel um 60 bezw. der Kurbel welle um l20 die Stellung B eingenommen. Die Trommel 3 und der Kurbelzapfen 11 setzen ihre Bewegung fort, so dass sie die Stellung C und sodann D durchlaufen, worauf sie schliesslich wieder die Stellung A ein nehmen. Bei dieser Drehung der Zylinder trommel um 180 bezw. des Kurbelzapfens 11 um 360 hat der Kolben seinen Zylinder raum 7 einmal durchlaufen.
In dem Augen blick, wo der Kolben seine Ausgangsstellung A verlässt, und der Dampf einzuströmen be ginnt, gelangt der unterhalb des Kolbens befindliche Zylinderraum mit dem Ausström- stutzen 41 in Verbindung. Das Ausströmen des Dampfes aus dem Zylinderraum 7 be ginnt hierbei, wenn die Zylinderraumfläche 5' die Kante 40 (Fix. 6) des Gehäuses 1 passiert hat. Der Kolben 10 der zweiten Trommel 4 hat inzwischen den gleichen Weg beschrieben wie der Kolben 9, nur sind seine Stellungen, wie dargestellt, immer um 180 versetzt zu denjenigen des letzteren. Das Gleiche trifft hinsichtlich der Drehung sowie der Stellungen der beiden Trommeln 3 und 4 zu.
In der Fig. 5 ist gezeigt, wie je nach der Einstellung des Schiebers, bezw. der Breite der Schieberöffnung die Grösse des Füllweges und damit des Füllraumes geregelt werden kann. Die Schieberöffnung x entspricht dem Kolbenweg x' und die Schieberöffnung y dem Kolbenweg y'. Die erstgenannte Schieber stellung entspricht mithin einer Füllung von 0,16 und die letztere einer solchen von 0,33. Die Einstellung der Dampfschieberöffnung kann, wie bereits ausgeführt, in bekannter Weise auch durch die Maschine selbsttätig erfolgen.
Will man ferner eine Maschine mit verhältnismässig sehr geringer Füllungsmög lichkeit bauen, so wird man die Kolben und Zylinderräume von entsprechend geringerer Breite, als in Fig. 2 dargestellt, wählen. Die Zylinderräume können auch verschie den grosse Querschnitte haben und hinterein- andergeschaltet angeordnet werden, so dass dann ein Hoch- und Niederdruckmaschinen teil geschaffen wäre. Auch können beliebig viel Zylinder parallel oder hintereinander ge schaltet werden.
Für den Fall, dass, wie in dem Ausführungsbeispiel dargestellt, die Ein- strömöffnung so bemessen ist, dass auch bei völlig geöffnetem Schieber nur eine Teilfül lung vorhanden ist, kann die Maschine auch mit einer abschaltbaren Abzweigung der Ein strömleitung versehen werden, die unterhalb des Schiebers in das Gehäuse einmündet, so dass, wenn diese Einströmleitung zugeschaltet wird, die Maschine als Volldruckmaschine arbeitet.
Selbstverständlich kann die Ein- strömöffnung nebst Schieber auch so bemes sen werden, dass auch Volleinströmung ohne besondere Zweigleitung einstellbar ist.
Die Maschine nach der Anmeldung kann sowohl als Dampfmaschine wie auch als Verbrennungskraftmaschine ausgebildet sein.