DE193362C - - Google Patents

Description

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PATENTSCHRIFT

- JVl 193362 KLASSE 146. GRUPPE

CARL GAUSE und PHILIPP CONRADY :..;■:.; in BERLIN.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftmaschine* Pumpe oder Meßvorrichtung mit umlaufendem Kolben, bei welcher die Kolbentrommel gegen die■ Zylinderwandung nicht abdichtet und die Kolben oder Widerlager aus ' Klappen bestehen, deren Schwingungsbewegungen paarweise entgegengesetzt zueinander gerichtet sind. Bei den bekannten Maschinen' dieser Art werden durch die Klappen in dem

ίο Zylinderraum außer den eigentlichen Arbeitsräumeri Räume gebildet, 'welche unbenutzt bleiben und schädlich wirken. Demgegenüber besteht vorliegende Erfindung darin, daß sämtliche durch die Klappen gebildeten Räume zu

Arbeitsräumen benutzt werden. :

Die Fig. ι bis 14 geben eine Darstellung

der Erfindung, und zwar die ersten Fig. 1 bis 8 in mehr schematischer Darstellung, die späteren in verschiedenen, genauer gezeichne-

ao ten Ausführungsformen.

Fig. ι stellt zunächst einen Querschnitt durch eine derartige Maschine dar, wobei die Klappen an der Zylinderwandung drehbar angeordnet sind.

as Fig. 2 gibt eine ähnliche Ausführungsform, wobei der Zufluß der durch die Maschine hindurchgehenden Flüssigkeiten nicht durch öffnungen in den Wandungen des Zylinders, wie bei Fig. i, sondern durch Durchbohrungen der Kolbentrommel hindurch erfolgt.

In Fig. 3 ist eine Ausführungsform dargestellt mit Klappen, die auf dem Umfange der Kolbentrommel angeordnet sind, Und wobei der Zufluß der Flüssigkeit durch die Zylinderwandung hindurch erfolgt.

In Fig. 4 sind die Klappen ebenfalls in der Kolbentrommel eingelagert; der Zu- und Abfluß erfolgt aber durch die Drehachse der Kolbentrommel.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Paaren in der Zylinderwandung eingelagerter Klappen.

' Fig. 6 stellt eine ähnliche Ausführungsform wie Fig. 5 dar, wobei jedoch die betreffenden Flüssigkeiten nicht durch Durchbohrungen der j Kolbentrommel, sondern durch solche des. Zylinders hindurch aus- und eintreten.

Fig. 7 gibt einen Längsschnitt der Maschine, der einer Ausführungsform nach Fig. 1 oder 6 entspricht.

Fig. 8 gibt einen Längsschnitt der Maschine, entsprechend einer Ausführungsform nach Fig. 2 oder 5.

Fig. 9 gibt einen Längsschnitt durch eine' ■ dreifache Verbundmaschine nach dem hier in Rede stehenden System, wobei die verschiedenen Maschinen ineinander liegen und die Zylinder der innen liegenden Maschinen zugleich als Κοί-•bentrommeln der außen liegenden Maschinen dienen. '

■' Fig. 10 gibt einen Querschnitt durch eine solche Maschine. ^: '

Fig. 11 gibt einen Querschnitt durch eine mit vier Klappen arbeitende Maschine mit einigen für die praktische Ausführung als 'Gaskraftmaschine erforderlichen Einzelheitetii

Fig. 12 gibt teils einen Längsschnitt, teils eine Ansicht zweier miteinaneer gekuppelten 'Doppelmaschineru·

Fig. 13 gibt einen Längsschnitt durch eine Maschine, wobei die Kolbentrommel feststeht und der Zylinder sich bewegt. : Fig. 14 gibt einen Längsschnitt durch eine Doppelmaschine mit zwei ungleich großen Zylinderräumen.

Die abgebildeten Ausführungsformen stellen nur die Hauptfälle dar; man kann die Zahl der Klappen ja nach Bedarf bemessen, auch den Querschnitt des Zylinders oder der Kolbentrommel statt kreisrund etwa oval machen (vgl. Fig. 2).

Die Drehachse der Kolbentrommel liegt, wenn die Klappen an ihr selber angeordnet sind, in der geometrischen Achse der Trommel selber, wenn die Klappen in dem Zylinder

ao gelagert sind, in der geometrischen Achse des letzteren.

Die genaue Arbeitsweise der Maschine soll an der Hand der Fig. 1 und 7 beschrieben werden, wobei die Maschine als Pumpe be-

S5 nutzt wird. Es ist hier 1 der Zylinder, 2 die; Kolbentrommel, die sich um die Achse 3. dreht. 4 und 5 sind die Klappen, die in der Zylinderwandung .gelagert sind. 6 ist die: öffnung für den Ein- und Austritt des Treibmittels, 7 diejenige für den Ein- und Austritt des zu fördernden Mittels. Durch die beiden' Klappen 4 und 5 wird der Zylinder in die Räume 8 und 9 geteilt. Der bei 6 eintretende, Dampf drückt in der gezeichneten Stellung auf die Klappe 4 und die Kolbentrommel 2 und bringt letztere im Sinne der Uhrzeigerbewegung zum Umlauf, bis sie unter stetiger Vergrößerung des Raumes 8 vor der öffnung 7 angekommen ist. Auf dem Wege

von der öffnung 8 nach öffnung 7 hat sie die im Räume 9 befindliche Flüssigkeit durch die öffnung 7 ausgestoßen.

Ist diese Öffnung erreicht', so. wird die Dampfzufuhr zur öffnung 6 abgesperrt und

diese öffnung mit einer Abdampf leitung verbunden. Zugleich wird die Verbindung der öffnung 7 mit der Druckleitung unterbrochen und diese öffnung mit der Saugleitung für die zu pumpende Flüssigkeit verbunden.

Die nunmehr durch die lebendige Kraft der bewegten Massen weiterbewegte Kolbentrommel verkleinert hierbei den Raum 8, während sie den Raum 9 vergrößert und hier Flüssig-■ keit ansaugt. Hat sich die Kolbentrommel

nun so weit gedreht, daß sie die Öffnung 6 überschritten und sich wieder der in Fig. 1 gezeichneten Stellung genähert hat, so werden die an die öffnungen 6 und 7 angeschlossenen Leitungen wieder umgesteuert.

Je nach der Stellung der Kolbentrommel —- ob links oder rechts von der senkrechten Mittelachse der Maschine —- läuft die Maschine nach der einen oder anderen Richtung um.

Diese Ausführungsform stellt also eine einfachwirkende Maschine dar, die in dieser Form ah sich zwar nicht vorteilhaft arbeitet, jedoch in der Art zweckmäßig benutzt wird, daß man zwei derartige Maschinen miteinander verbindet und sie als Explosionsmaschinen betreibt (vgl. Fig. 12). Der Raum 9 der einen Maschine wird hierbei zum Ansaugen und Verdichten des Gasgemisches benutzt, das dann in dem Raum 8 der anderen, hiermit verbundenen Maschine zur Verbrennung gelangt, und umgekehrt.

Wird die Maschine nach Fig. 1 und 7 als Dampfmaschine benutzt, so wird Raum 9, nachdem die Trommel 2 ihre Bewegung begonnen hat, mittels der öffnung 7 mit dem Kondensator verbunden, so daß hier ein Unterdruck entsteht.

Auf die in den Fig. 2 bis 6 und 8 dargestellten Maschinen findet im allgemeinen das betreffs der Maschinen Fig. 1 und 7 Gesagte sinngemäß Anwendung. Jedoch ist noch auf die in Fig. 5 und 6 gezeichnete Ausführungsform mit vier Klappen besonders hinzuweisen. Die Klappen sind hier in der Zylinderwandung gelagert, und zwar die Klappen 4 und 5 einerseits und 4' und 5' andererseits. Jedes Klappenpaar ist ähnlich angeordnet, wie es der Anordnung nach Fig. 2 entspricht, jedoch sind die einzelnen zueinander gehörenden Klappen näher zusammengerückt als dort. Die beiden Klappenpaare haben den Zweck, bei _s95 jeder Laufrichtung den Totpunkt zu vermei- : den, der bei der Anordnung nur eines Klappenpaares vorhanden ist.

Läßt man den Dampf durch 6 einströmen, so wirft er die Klappen 4 und 5 zurück und wirkt unter Benutzung der Klappen 4' und 5' als Widerlager auf die Kolbentrommel in gleicher Weise wie in der Maschine gemäß Fig. ι bzw. Fig. 2, wpdurch die Kolbentrommel ■; im der Uhrzeigerbewegung entgegengesetzten Sinne herumgedreht wird. Läßt man dagegen den Dampf durch 7 einströmen, so wirft der Dampfdruck in der gezeichneten Stellung die Klappen 4' und 5' zurück und wirkt unter' Benutzung der Klappen 4'und 5 als Widerlager auf die Kolbentrommel, wodurch diese im Sinne der Uhrzeigerbewegung herumgedreht wird. Das Ausströmen des Dampfes erfolgt hierbei jeweils durch die andere öffnung, also entweder-durch 7 oder durch 6. Der Zylinderraum zerfällt "hier nicht, wie bei den Ausführungsformen mit zwei Klappen, in zwei, sondern in vier Einzelräume, die mit den Zahlen 8, 9, 10 und 11 bezeichnet sind.

Fig. 8 mag als'ein Längsschnitt zu Fig. 5 betrachtet werden.

Entsprechend der Anzahl von vier vor-

handenen Klappen können auch die Ein- und' Ausströmungsöffnungen für das Treibmittel verdoppelt sein, also deren vier vorhanden sein, eine Anordnung, die namentlich dann zweckmäßig wird, wenn der Zu- und Abfluß des Treibmittels durch die Zylinderwandungen hindurch erfolgt (vgl. Fig. ii).

Fig. 6 stellt den Querschnitt einer Pumpe mit vier Klappen dar; hierzu kann als Längsschnitt auch Fig. 7 benutzt werden. Durch Drehen der Kolbentrommel 2 um die Achse 3 in der Richtung der Uhrzeigerbewegung saugen sich hier zunächst die Räume'9, 10 und 11 mit Flüssigkeit voll, "die durch die Zuleitung 7 eintritt. Unterdessen verkleinert sich der Raum 8 und befördert die hier befindliche Flüssigkeit durch die Leitung 6 hinaus. Dreht sich die Kolbentrommel weiter, so wird die zu fördernde Flüssigkeit aus dem ao Raum 10 und 11 in Raum 8 gepreßt, um dann später von hier aus wieder durch 6 hinausbefördert zu werden.

Die Ausführungsform nach Fig. 6 benötigt keiner Ventile und eignet sich deshalb ganz as besonders zum Fortpumpen schlammiger Flüssigkeiten. "

Fig. 9 und 10 stellen, wie bereits bemerkt, eine dreifache Verbundmaschine dar, deren Arbeitsweise nach dem Gesagten- leicht zu verstehen ist. Der Dampf tritt durch den in Fig. 9 sichtbaren Raum 6 ein und wird von da aus mittels der Schieber 12 und 12' zu- : nächst in das Innere des feststehenden Zylinders 17 geführt,'in dem vermittels der Klappen 13 die Kolbentrommel 2 um die Achse 3 bewegt wird. Die Schieber 12 und 12' werden mittels der Exzenter 12" und 12'" bewegt.

Aus dem Zylinder 17 tritt der Dampf vermittels der Schieber 12 und 12' in den Zylinder 18 ein, der untervermittlung der am Zylinder 17 sich befindenden Klappen 14 zum Umlauf gebracht wird.

Aus diesem Raum gelangt der Dampf durch die Schieber 12 und 12' in den äußersten Zylinder 1, in dem sich der Zylinder 18 vermittels der Klappen 15 bewegt. Schließlich gelangt der Dampf aus dem Zylinder 1 in den als Dampfmantel dienenden, von dem Zylinder 16 eingeschlossenen Raum und von hier aus in die Abdampfleitung 7. 19 ist eine in den Zylindern 2 und 18 befindliche Kurbel, an der sämtliche in den drei Zylindern zur Wirkung kommenden Kräfte angreifen und mittels deren sie so eine Bewegung der Achse 3 bewirken. .

Fig. 11 stellt eine Ausführungsform der Maschine dar, wobei diese als Gasmaschine arbeitet. Die Kolbentrommel 2 bewegt sich in der gezeichneten Ausführungsform im Sinne der Uhrzeigerbewegung. Der Raum 8, der sich hierbei vergrößert, wird durch das Ventil 6 hindurch mit Gasgemisch gefüllt.. Wenn der Raum 8 seine größte Ausdehnung; erlangt hat, die dann eintritt, wenn sich die Kolbcntroinmel unten befindet, wird das Ventil 6 geschlossen. Indem sich die Trommel weiter dreht und sich nunmehr der Raum 8 wieder verkleinert, wird das Gemisch verdichtet. Hierbei wird die Klappe 4 abgehoben, und das Gemisch tritt in den Raum 10 über, wobei es weiter verdichtet wird. Ist die höchste Verdichtung in Raum 10 erreicht, so erfolgt die Explosion, und der Kolben ■■wird im Sinne der Ührzeigerbewegung weitergetrieben. Hat der Raum 10 seine größte Ausdehnung erreicht, so wird das Ventil 20' durch die Steuerung 21¹ geöffnet und die 'Gase entweichen durch das Rohr 7'. Derselbe Vorgang, der sich zwischen den Räumen 8 und 10 und zwischen dem Einlaß- ^!ventil 6 und dem Auslaßventil 20' abspielt, wiederholt sich zwischen den Räumen 9 und 11 und dem Einlaßventil 6' und dem Auslaßventil 20. 26 und 26' sind Federn für die . Auspuffventile. Die Feder 25' ist nur beim unteren Einlaßventil gezeichnet.

In der dargestellten Ausführungsform sind die Klappen mit Wärmeisolierschichten 22 versehen, ebenso die Innenwandung der Explosionsräume 23. Ein Kühlmantel 24 umschließt den Zylinder. .·..'

'' Fig. 12 zeigt eine Aiisführungsform, bei ;der im ganzen vier Maschinen verwendet werden, von denen je zwei eine Gruppe bilden. ^x Die beiden Maschinen jeder Gruppe arbeiten derart,, daß, wie früher schon erwähnt, wechselweise die erforderliche Verdichtung des Gemisches für die eine Maschine in der andern Maschine erfolgt. In jeder Gruppe sind die betreffenden Kolbentromnieln um i8o° gegeneinander versetzt. Die beiden Gruppen sind um 90⁰ gegeneinander versetzt, so daß die Maschine mit Sicherheit aus allen Lagen angehen kann. Die Maschine kann\ bei unveränderter Bauart, jedoch mit anderen Anschlußöffnungen, als Pumpe dienen. In der gezeichneten Ausführungsform bildet 6 und 6' das Auspuffrohr, 7 und 7' das Saugrohr, 27 und 27' das Verbindungsrohr zwischen den Räumen 8 und 9' und 8' und 9.

Fig. 13 stellt eine Ausführungsform dar, wobei die Kolbentrommel feststeht und der Zylinder bewegt wird. Hierbei ist der Betrieb, mit Dampf beabsichtigt. Dieser tritt bei 6 ein und strömt durch den in dem hohlen, feststehenden Deckel des Zylinders angeordneten Kanal 28 in den Zylinder. Je nach der Stellung, die man der hohlen Kolbentrommel 2 zu diesem Kanal gibt, ändert sich die Drehrichtung der Maschine. Die iao Kolbentrommel 2 wird mit Hilfe der Kurbel 29 und des Schneckenrades 30, das auf der

Welle 3 sitzt, verstellt. Der Dampfaustritt (■ erfolgt durch den Kanal 31 in das Abdampf- ' rohr 7. i

Fig. 14 stellt eine Verbundmaschine dar, | wobei beide Maschinen nebeneinander an derselben Achse angreifen. Der Dampf tritt bei 6 ein, durchströmt erst den kleinen Zylinder i, hierauf den größeren Zylinder 1' und tritt schließlich durch die Achse 3 am anderen Ende aus. ' Alle Einzelheiten sind dem bisher Geschilderten entsprechend. 32 stellt einen Regler dar, der den Zutritt des Dampfes durch die Achse 3 regelt. 33 sind Hebel mit Federn, die an der Drehachse der im Innern der Maschine gelagerten Klappen befestigt sind und die das Andrücken der Klappen an die Kolbentrommel unterstützen.

Diese Abfederung, die auch im Innern der

Maschine liegen kann, und die bei sämtlichen

ao dargestellten Maschinen angängig ist, kann auch durch beliebige Gleitführungen der Klappen ersetzt werden. Will man eine Maschine nach Fig. 14 als Explosionsmaschine benutzen, so wird der kürzere Zylinder ι zum Ansaugen und Zusammenpressen der Gase, der Zylinder 1' als Explosionsraum, benutzt. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die explodierenden Gase sich im Zylinder i' bedeutend weiter expandieren lassen, was die Wirtschaftlichkeit der Maschine erhöht

Claims (4)

1. Patent-An Sprüche:

   i. Kraftmaschine, Pumpe oder Meßvorrichtung mit umlaufendem Kolben, bei welcher die Kolbentrommel, gegen die¹ Zylinderwandung nicht abdichtet und die Widerlager oder Kolben aus Klappen bestehen, deren Schwingungsbewegung paarweise entgegengesetzt zueinander gerichtet 40 ist, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche in dem Zylinderraum von den paarweise gegeneinander sehwingenden Klappen gebildeten Räume zu Arbeitszwecken benutzt werden. 45 J
2. 2. Ausführungsform der Maschine nach . ! Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ; zwei solcher Maschinen als Explosions- i kraftmaschinen betrieben und derart mit- . ' einander verbunden werden, daß wechsel- 50 '.;■ weise die erforderliche Verdichtung der j;; Gase für die eine Maschine in der ah- i dern Maschine erfolgt. y
3. 3. Ausführiingsform der Kraftmaschine f; nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 55 , '^:i daß mehrere derartige Maschinen so mit- fi einander verbunden werden, und zwar !,; entweder ineinanderliegend oder neben- ';i

   • cinandcrliegend, daß das Treibmittel nach- &

   einander in den verschiedenen zusammen- 60 Jj gehörigen Maschinen zur Wirkung kommt, oder nacheinander in ihnen angesaugt, verdichtet, zur Arbeitsleistung benutzt und ausgestoßen wird.
4. 4. Ausführungsform der Maschine nach 65 Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere solcher Maschinen derart ineinanderliegend und an dieselbe Drehachse ■ angreifend angeordnet sind, daß jeweils der Zylinder der innen liegenden Maschine 70 (17, 18) als Kolbentrommel für die nächst außen liegende Maschine (18-1) dient.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.