DE75390C - Kraftmaschine mit zwei absatzweise kreisenden Kolben - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 2. Juni 1893 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Neuerung an Umdrehungskraftmaschinen, welche durch unter Druck stehende Gase oder Flüssigkeiten . betrieben werden und welche gleichzeitig auch als Pumpwerke zur Förderung von Gasen und Flüssigkeiten dienen können.

Das Wesen dieser Erfindung besteht darin, dafs in einem cylindrischen Gehäuse zwei absatzweise kreisende Kolben angeordnet werden, welche, je nachdem der Druck der Betriebsflüssigkeit auf der einen oder der anderen Seite dieser Kolben stärker ist, entweder mit der auf der Maschinenwelle sitzenden Nabe oder mit dem Cylinderumfang in Eingriff kommen und daher entweder mit diesem Cylinder bewegt werden oder mit der festen Nabe stillstehen. Die Verbindung der kreisenden Kolben mit dem Cylinder und der Nabe erfolgt durch innerhalb dieser Kolben gelegene Hülfskolben, welche mit an ihren Enden zu Sperrstücken ausgebildeten Kolbenstangen versehen sind und welche durch den Druck der Betriebsflüssigkeit abwechselnd nach aufsen (dem Cylinderumfang zu) oder nach innen (der Nabe zu) bewegt werden.

In der beiliegenden Zeichnung ist die neue Flügelanordnung in den Fig. 1 bis 4 dargestellt, und zwar zeigen die Fig. 1 und 3 Querschnitte durch zwei verschiedene Ausführungsformen von Umdrehungsmaschinen. Fig. 2 veranschaulicht die Art der Verbindung beider Flügel und Fig. 4 läfst die Art der Zuführung und Ableitung des Betriebsmittels erkennen.

Mit A ist ein ausgedrehter Cylinder bezeichnet, in dem die beiden Flügel B und C angeordnet sind, welche abwechselnd festgestellt und freigegeben werden. Diese Flügel sind, wie aus der Fig. 2 ersichtlich, scharnierartig mit einander verbunden.

In den beiden Flügeln ist eine cylindrische Höhlung ausgespart, in der sich je ein Kolben D oder D¹ bewegt, der an beiden Seiten mit Kolbenstangen versehen ist. Jeder Kolben, sowie auch die beiden Stangen sind mit Labyrinthdichtungen versehen, um die beiden von jedem der Kolben DD¹ gebildeten Kammern dicht abzuschliefsen. Durch die Kanäle g· und h stehen die beiden von diesen Kolben gebildeten Kammern bald mit der Zulafsöffnung, bald mit der Auslafsöffnung für die Betriebsflüssigkeit in Verbindung, so dafs der eine oder andere der Kolben D oder D¹ den Druck der Betriebsflüssigkeit auf seiner einen oder seiner anderen Fläche aufnimmt, und dafs infolge dessen seine Kolbenstange entweder nach der Achse oder nach dem Umfang der Maschine hin bewegt wird.

Wird die Kolbenstange nach der Achse hin bewegt, so kommt sie mit einem der in der festen Nabe E angebrachten Einschnitte in Verbindung, während sie bei Bewegung nach dem Umfang hin in einen Einschnitt J eingreift, der auf der Innenseite des Cylinders A ausgespart ist. Die Kolben D oder D ¹ sind folgendermafsen angeordnet:

Der Kolben D liegt in der Ebene der Linie m-n des Flügels B, Fig. 2, und der andere Kolben D¹ in der Ebene der Linie t-n

des Flügels C. Die paarigen Einschnitte an der Nabe E sind in der Ebene der Linie m η und die unpaarigen Einschnitte in der Ebene der Linie t-n angeordnet.

Um eine Abdichtung der von den Flügeln gebildeten Kammern zu erreichen, wird jeder Flügel mit beweglichen Dichtungskörpern versehen, die unter der Wirkung von Federn stehen, von denen die einen cd gegen den Cylinder, die anderen c^x d^x gegen den cylindrischen Theil (der Nabe) des benachbarten Flügels drücken. Aufserdem sind noch Dichtungskörper angeordnet, um die seitliche Dichtung gegen die Kopfscheiben oder Deckel des Cylinders A zu bewirken. Die eine der Kopfscheiben oder der Deckel dieses Cylinders A ist mit zwei Oeffnungen N und O, Fig. ι und 4, versehen, von denen die eine N zur Einführung der -Betriebsflüssigkeit, die andere O als Äuslafs derselben dient.

Die feste Nabe E ist mit einem Kanal ρ versehen, durch welchen die Betriebsflüssigkeit eintritt. Der Deckel oder die Kopfscheibe M, Fig. 4, weist einen Kanal q auf, der auf der einen Seite in den Cylinder A, auf der anderen Seite in einen Ringkanal r mündet, der in einer im Deckel M angebrachten Hervorragung ausgespart ist, und zwar mündet er gerade an derjenigen Stelle, wo auch der Kanal ρ mündet, so dafs also unabhängig von der radialen Stellung des Kanals q die durch ρ übertretende Betriebsflüssigkeit in die Rinne r überfliefst und durch den Kanal q zwischen die beiden Flügel B und C gelangt.

Um den Austritt der Betriebsflüssigkeit zu ermöglichen, ist der Kanal O durch einen Kanal 5 verlängert, der gleichfalls in eine kreisförmige Rinne u mündet, die gegenüber derjenigen Stelle angebracht ist, wo der Kanal V mündet, welcher in der festen Nabe E angeordnet ist, so dafs die Flüssigkeit, um abzufliefsen, durch den Kanal O zum Kanal S und von hier in den Ringkanal u strömt, von wo sie durch den Kanal V abläuft.

Die Wirkungsweise der im Vorstehenden beschriebenen Flügel für Umdrehungsmaschinen, bei denen der Cylinder A durch die abwechselnde Wirkung der Flügel B und C selbst in Drehung versetzt wird, ist folgende:

Wenn die beiden Flügel B und C sich in der in der Fig. 1 gezeichneten Stellung befinden, so tritt die Betriebsflüssigkeit durch die Oeffnung N ein, treibt den Flügel B vor sich her, der den zur Riemscheibe ausgebildeten Cylinder A vermittelst des äufseren Endes der Stange des Kolbens D mitnimmt, die in den im Cylinder A ausgesparten Einschnitt J eingreift. Die in der anderen Kammer enthaltene Flüssigkeit entweicht während der Drehbewegung des Flügels B durch die Oeffnung O. Kurze Zeit bevor der Flügel B in Berührung mit dem feststehenden Flügel C kommt, wird die Auslafsöffnung durch irgend ein geeignetes Verschlufsorgan (Schieber oder Ventil) geschlossen. Die Platte -B setzt ihre Drehung jedoch nach dem Schlufs der Auslafsöffnung fort und drückt das Gas oder den Dampf, welcher zwischen den beiden Flügeln B und C vorhanden ist, zusammen. Der Schlufs der Auslafsöffnung mufs zu einer solchen Zeit erfolgen, dafs die fragliche Compression stärker wird als die Anfangspressung des bei N eintretenden Druckmittels.

Die auf diese Weise comprimirte Betriebsflüssigkeit tritt durch die Oeffnungen g und h zu den Kolben D und D^l und strebt, den Kolben D nach der Nabe E hin zu senken und den Kolben D' nach dem Cylinder A hin zu schieben. Sobald das äufsere Ende der Stange des Kolbens D sich dem einen der Einschnitte der Nabe E gegenüber befindet, greift dasselbe ein: der Flügel B wird mit der Nabe E des zur Riemscheibe ausgebildeten Cylinders A gekuppelt. Der Cylinder A setzt der einmal angenommenen Drehung zufolge seine Rotation fort, und der Einschnitt J stellt sich alsdann der Stange des Kolbens D¹ gegenüber und wird durch den Druck der bei h eintretenden (in diesem Augenblick gerade der Compression unterliegenden) Betriebsflüssigkeit mit jener Stange in Eingriff gebracht.

Zu derselben Zeit befinden sich die Oeffnungen N und O nicht mehr auf beiden Seiten des Flügels B, sondern auf beiden Seiten des Flügels C. Ersterer Flügel ist daher unbeweglich und der bis dahin unbewegliche Flügel C wird beweglich und nimmt nun seinerseits den Druck des durch N eintretenden Betriebsmittels auf, worauf sich dieselben Phasen wiederholen.

Ferner ist ersichtlich, dafs die der Reihe nach zum Stillstand kommenden Flügel stets eine Drehung erfahren, welche 360⁰ minus dem Winkel α beträgt, welcher von dem Mittelarm der beiden sich berührenden Flügel gebildet wird. Der Wechsel in der Bewegung der Flügel findet daher stets an verschiedenen Stellen statt, und zwar sind diese Stellen immer um je einen Winkel von a° nach rückwärts mit Bezug auf die Drehrichtung der Flügel verlegt.

Der auf diese Weise in Drehung versetzte Cylinder kann unmittelbar dazu verwendet werden, mittelst eines um ihn gelegten Riemens oder in irgend einer anderen Weise die Kraft zu übertragen. Unter Umständen, z. B. bei Verwendung als Pumpe, kann es nun vortheilhaft sein, die Umsteuerung der Flügel B und C nicht durch die Compression der Betriebsflüssigkeit, sondern durch ein Klinkwerk zu bewerkstelligen. Die Verbindung der Flügel mit der Nabe der Maschine bleibt hierbei die-

selbe, wie im Vorstehenden angegeben, und auch die Anordnung und die Bewegung der Kolben D und -D¹ und der dazugehörigen, zu Klinken ausgebildeten Kolbenstange ist dieselbe wie bei der Umdrehungsmaschine nach Fig. ι. Anstatt jedoch die ä'ufseren Enden dei Kolbenstangen in den Cylindermantel eingreifen zu lassen, läfst man sie auf eine in diesem Mantel liegende drehbare Sperrklinke eingreifen, welche nach jeder Umdrehung und selbstthätig durch an den Flügeln angebrachte Anschläge ausgeklinkt wird.

Die vorstehend beschriebene Umdrehungsmaschine läfst sich auch als Pumpe verwenden. Es ist zu diesem Zweck nur nöthig, die Kanäle g und h zu vertauschen, so dafs sie die in der Fig. 3 punktirt angegebenen Stellungen g¹ und h¹ einnehmen.

Wenn man bei einer derartigen Maschine den zur Riemscheibe ausgebildeten Cylindermantel durch einen Riemen antreibt, so wird immer der eine Flügel von der Klinke Z mitgenommen und treibt die vor ihm liegende Flüssigkeit zur Oeffnung O hinaus.

Bei der in der Fig. 3 angegebenen Stellung würde beispielsweise bei einer Drehung des Cylindermantels in der Pfeilrichtung der Flügel B mitgenommen werden. Die Oeffnungen O und N würden ihre relative Stellung gegenüber dem Flügel -B beibehalten und durch die Oeffnung O würde Flüssigkeit fortgedrückt, durch die Oeffnung N Flüssigkeit angesaugt werden.

Wenn sich der Flügel B demjenigen C so weit genähert hat, dafs die schräge Fläche L³ auf die schräge Fläche L² trifft, so wird die Klinke Z ausgelöst und der Cylindermantel bewegt sich durch sein Beharrungsvermögen so lange weiter, bis die Oeffnungen O und N gegenüber dem Flügel C dieselbe Stellung einnehmen, die sie bei der gezeichneten Stellung dem Flügel B gegenüber haben, d. h. die Oeffnung O würde alsdann, (in der Pfeilrichtung) vor dem Flügel C und die Oeffnung N (in der Pfeilrichtung) hinter dem Flügel C liegen. Bei dieser Stellung steht der Raum vor dem Flügel C mit dem zu speisenden Hochbehälter etc. in Verbindung und der Druck pflanzt sich aus dem letzteren in den Cylinder fort und hebt den Kolben U¹ empor und legt die Stange desselben in die Klinke Z ein. Zu gleicher Zeit ist durch den vom Hochbehälter u. s. w. ausgehenden Druck der Kolben D nach der entgegengesetzten Richtung bewegt und die dazugehörige Stange mit der Nabe der Maschine gekuppelt. Das Spiel kann also von neuem beginnen.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Kraftmaschine mit zwei absatzweise kreisenden Kolben (B und C), in welchen ein auf beiden Seiten mit einer Kolbenstange versehener Kolben (D bezw. D y angebracht ist, und zwar derart, dafs, je nachdem der Druck der Betriebsflüssigkeit durch die Kanäle (g und hj von der einen oder anderen Seite stärker ist, die Kolben die eine oder andere Endstellung einnehmen und die äufseren Enden der Stangen dieser Kolben entweder mit dem in der Nabe (E) oder mit den. am Cylinderumfang angebrachten Einschnitten (J) in Eingriff kommen und daher mit dem Cylinder bewegt werden oder mit der festen Nabe stillstehen.
2. 2. Eine Kraftmaschine nach Anspruch 1., bei welcher die Einschnitte (J) durch eine . Klinke (Z) im Cylinderumfang ersetzt sind, deren Verbindung mit dem einen Kolben durch Anschlag an eine Nase (L²) am anderen Kolben gelöst wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.