Kraftmaschine, die mittels eines gasförmigen Drnckmittets angetrieben wird. Vorliegende Erfindung betrifft eine Kraft maschine, die mittels eines: gasförmigen Druck mittels angetrieben wird, indem dieses in einer Arbeitskammer auf ein hin- und her gehendes Organ einwirkt. Die Erfindung be zweckt eine Verringerung der Reibungsver- luste, welche bei gewöhnlichen Kolbenmaschi nen auftreten.
Bei der Kraftmaschine gemäss der Erfin dung wird die Arbeitskammer vom hin- und hergehenden Organ, von einem diesem ,gegen über, ortsfest angeordneten Organ und von mindestens drei Rohrstücken gebildet, die mindestens angenähert koaxial zueinander, mit zunehmender Rohrweite abwechselnd am einen und am andern der beiden Organe an geordnet sind,
derart @dass sie an der Befesti- gungsstelle abgeschlossen sind und. mit den andern Enden, ohne sich .zu berühren, inein- andergreifen,
.dass mindestens ein Rohrstück des einen Organes bei jeder Stellung des hin- und hergehenden Organes in den Ringraum zwischen zwei Rohrstücken des andern Or- ganes hineinragt, und dass das Druckmittel durch einen Kanal im einen Organ in das innerste Rohrstück eingeführt wird, das Ganze derart,
dass das Druckmittel zwischen den Rohren hindurch hinausströmen muss.
Auf diese Weise erteilt :das in das innerste Rohrstück einströmende Druckmittel dem Organ einen Antriebsimpuls.
Als Druckmittel kommen z. B. Dampf, Druckluft und Verbrennungsprodukte in Be tracht. Da hierbei der Druck auf der innern und äussern Fläche jedes Rohrstückes nur wenig verschieden ist, werden diese Rohr stücke mechanisch nur wenig beansprucht, so ,dass -dieselben weit dünnere Wandungen er halten können als die Zylinder der Üblichen Kolbenmaschinen von .gleicher ILeiGtungs- fähigkeit. Es kann z. B. 'Stahl von zirka 0,55 mm Dicke verwendet werden.
Die Rohrstücke sind zweckmässig - minde stens so lang wie ihr Durchmesser ist, Ausführungsbeispiele des E.rfindungs- ge@enstandes sind in der Zeichnung dar gestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine einfa-chwirkende Maschine im Aufriss;
Fig. 2 zeigt im Aufriss eine einfachwir kende Maschine, die mit einer Zweitakt Kolbenmaschine zusammengebaut ist; Fig. 3 zeigt eine doppeltwirkende Ma schine im Aufriss, und Fig. 4 im Gntndriss ; Fig. 5 zeigt eine Maschine mit mehreren Arbeitskammern in %aufsieht und Fig. 6 im Aufriss;
Fig. 7 zeigt einen ,Schnitt nach der Linie 7-7 und Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie 8J8 in Fig. 5 ; Fig. 9 zeigt eine Maschine mit stern förmig angeordneten Arbeitskammern zum Teil in .Stirnansicht, zum Teil im Schnitt durch .die Arbeitskammern, Fig. 10 eine Draufsicht;
Fig. 11 zeigt zum Teil einen Schnitt nach der Linie 11-11 in der Fig. 10 und Fig. 12 ein Detail.
Bei der .in Fig. 1 dargestellten Maschine ist ein Organ 10 in nicht gezeichneter Weise ortsfest angeordnet und ein Organ 11 mittels einer in einer Führung 17 verschiebbaren Stange 16 und einer 'Schubstange 18 mit der Kurbel 19 einer Kurbelwelle '20 verbunden.
Die Organe 10 und 11 tragen auf den ein ander zugekehrten Seiten koaxial zueinander angeordnete Rohre 1'2 bezw. 13, die mit zu nehmender Rohrweite abwechselnd am einen und am andern Organ so angeordnet sind, dass sie an der Befestigungsstelle abgeschlos sen sind und mit ,den offenen Enden, ohne sich zu berühren, ineinandergresfen, so dass die Rohrstücke 13 bei jeder Stellung des Organes 11 in die Ringräume zwischen den Rohrstücken 12 hineinragen.
Die Länge sämtlicher Rohrstücke ist grösser als der Durchmesser derselben. Das Druckmittel ,ge langt durch einen Einlasskanal 1,4 im Organ 10 in das innerste Rohrstück 12.
Der Einlass- kanal 14 wird von einem Ventil l.5 be- herrscht, da.s vom Exzenter 21 auf der Kur belwelle 2-0 mittels des Gestänges 22 jeweils geöffnet wird, wenn ,das Organ 11 sich gegen das Organ 10 bewegt. Das Druckmittel strömt aus der durch die Organe 10 und 11 und -die Rohrstücke 12 und 13 .gebildeten Arbeits kammer auf !dem ,gewundenen Weg durch sämtliche Rohrstücke 12 und 13 hinaus.
Auf diese Weise fliesst das Druckmittel auf einem Weg von allmählich zunehmender Querschnittsfläche durch die Arbeitskammer hindurch und entweicht am offenen Ende :des Rinbraumes zwischen .den äussersten Rohr stücken 12 und 13 unter verringertem Druck in die Aussenluft.
Zur Verringerung der Reibung zwischen der Stange<B>Z</B> und der Führung 17 können Kugel- oder Rollenlager vorgesehen sein. Falls die Maschine eine geringere Gesamt höhe haben soll, kann die Kurbelwelle neben der Arbeitskammer angeordnet sein. Die Ab stände zwischen ,den Rohrstücken 12 und 13 könnten auch statt gleich gross zu sein, wie dargestellt, von innen nach aussen ständig ab- oder zunehmen.
Da die Rohrstücke 1'2 und 13 nicht in Berührung miteinander stehen, wird jegliche Reibung zwischen ihnen vermieden und eine Schmierung erübrigt sich. Wenn also die übrigen bewegten Teile der Masehine mit Kugel- oder Rollenlagern ausgestattet wer den, wird die Reibung auf ein Minimum reduziert, und,dieSchmierung ,
der Maschine erfordert sozusagen keine Betriebsüberwa: chung. Die Anordnung und Anzahl der Rohr- stüeke kann derart sein, dass das Druckmittel beim Verlassen aus dem äussersten Rohrstück 12 praktisch ungefähr unter Atmosphären druck steht.
Natürlich können einzelne der Rohr elemente kürzer sein als die andern.
Zwecks Kühlung oder zur Erzielung einer maximalen Ausnützung des Druckmittels kann in das innerste Rohrstück 12 entweder bei der Einströmung des Druckmittels oder nachher Wasser eingelassen werden, welches nach dem Ausströmen des Druckmittels von diesem getrennt und zwecks Wiederbenützung in der Maschine durch eine Kühlvorrichtung geleitet werden kann.
Fig. 2 zeigt eigne Maschine gemäss der Erfindung, die mit einer üblichen Zweitakt- KolbenmaGchine zusammengebaut ist. Der Kolben 24 dieser Maschine ist durch eine Kolbenstange 2'5 mit einer -Kurbel 26 der Kurbelwelle <B>20</B> verbunden, und eine Rohr leitung '27 führt von der Auslassöffnung des Zylinders 23 zur Einlassöffnung 14 im Organ 10. Die Auspuffgase der Kolbenmaschine werden in der Maschine ausgenützt, indem in derselben eine weitere Expansion und Druckverringerung erfolgt.
Der Auspuff der Arbeitskammer gelangt in ein die Rohrstücke 12, 13 und das Organ 10 umgebendes Ge häuse 28, welches mit einer Auspufföffnung 29 versehen ist.
Bei Dampfmaschinen ermöglicht das @Ge- häuse 28,d.en Auspuff zu kondensieren.
Die doppelt wirkende Maschine gemäss Fig. 3 hat zwei ortsfeste Organe 10, deren Rohrstücke 12 .gegeneinander geriehtet sind, und ein hin- und hergehendes Organ 11, wel ches zwischen den beiden Rohrstüeken 12 der beiden Organe 10 angeordnet ist und auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten Rohrstücke 1.3 trägt, welche zwischen die Rohrstücke 1,2 greifen.
Das Organ 11 sitzt an einem Schwenkarm 30, der auf einem Schwenkzapfen 31 .gelagert ist, und,die Rohr stücke sind nach einem Kreisbogen ,ge krümmt, welcher konzentrisch zur Axe .des Zapfens 31 ist. Der Arm 30 schwingt im Gehäuse 3,8, in welches der Auspuff der Arbeitskammern einmündet.
Die Mhwenk- achse 31 tritt aus dem Gehäuse 2'8 heraus und trägt .aussen einen Arm 3:2, welcher durch einen Lenker 1:8 mit der Kurbel 19 auf der Kurbelwelle 20 verbunden ist. Auf der Kur belwelle sitzen zwei Exzenter 21, welche mit tels eines Gestänges 2;2 die Einlassventile 15 der Organe 10 steuern.
In den Fig. 5 bis 8 ist eine Maschine dar gestellt, welche zwei Reihen von je drei Ar beitskammern 3:3 hat. Die Organe 10 ,sind an einem Kurbelgehäuse 34 befestigt. Die Organe 11 von je zwei Arbeitskammern sind durch Arme 35 mit einem zwischen den Ar beitskammern angeordneten Führungszylinder 36 fest verbunden.
Der Führungszylinder ist uf einem Hohlzylinder 37 verschiebbar, wel- i cher auf dem Kurbelgehäuse befestigt ist. Zur Verringerung der Reibung sind zwischen dem Zylinder 37 und dem Führun=szylinder 3,6 Kugeln 3:8 vorgesehen.
Der Führun,gs- zylinder ist durch die Schubstange 18 mit der dreifaeh gekröpften Kurbelwelle 20 ver bunden, .deren Kurbeln 19 um 120 gegen- einander versetzt sind. Das Brennstoffluft- gemisch wird mittels eines Gebläses 39 in zwei Verbrennungskammern 40 gefördert.
Die Verbrennungsgase ,gelangen durch die Leitungen 41 .auf beiden Seiten des Kurbel- gehäuses -34, die Ventilgehäuse 42 und Ein lass.rohre 43 in die innersten Rohrstücke der Arbeitskammern 33.
Die Einlassventile 15 in ,den Ventilgehäusen 42 werden von auf der Kurbelwelle 20 unter 120' versetzt angeord neten Nocken 45 mittels Stossstangen betätigt, welehe auf je zwei Steuerhebel 44 einwirken, die die Einlassventile .der beiden Arbeitskam mern betätigen, deren Organe 11 mit dem selben Führungszylinder 36 verbunden sind.
Die Maschine gemäss Fig. 9 bis 1'2 weist zwei Gruppen von je sechs sternförmig an geordneten Arbeitskammern 33 auf, deren Organe 11 paarweise mit einem Führungs zylinder 36 durch Arme 35 verbunden sind.
Die Führungszylinder sind durch Lenker 1-8 mit .der Kurbelwelle 20 verbunden. Jede der von nichtdargestellten Verbrennungskam mern kommenden Rohrleitungen 41 mündet in eine Ringnut 46 (Fig. 10) des Schieber gehäuses 42 mit dem Drehschieber 47, wel cher auf der Kurbelwelle 20 befestigt ist. Der Drehschieber hat eine (Öffnung 48, wel- che,d.ie Verbindung zwischen der Ringnut 46 und Kanälen 49 herstellt,
welche in Einlass- kanäle 50 münden, die jeweils in das innerste Rohrstück 12 der Arbeitskammern ausmün den.
Die Rohrelemente könnten anstatt wie dargestellt in gleich grossen Abständen von einander auch so angeordnet sein, dass :die Abstände zwischen den innern Rohrelementen am kleinsten sind und nach,den äussern Rohr elementen hin zunehmen.