DE86407C - - Google Patents

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 14: Dampfmaschinen.CLASS 14: Steam Engines.

Fatentirt im Deutschen Reiche vom 5. Juni 1895 ab.Fatentirt in the German Empire on June 5, 1895.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf solche, rotirenden Kolbenmaschinen, deren Cylinder radial gestellt und zu einem Kranze vereinigt sind, der sich um eine waagrechte Achse drehen kann.The present invention relates to such rotating piston machines, the cylinder are placed radially and united to form a wreath, which is about a horizontal axis can turn.

Den Gegenstand dieser Erfindung bildet eine Maschine der genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dafs die radial verschiebbaren Kolben mit einem den Cylinderkranz umgebenden, nirgends gelagerten Schwungring gelenkig verbunden sind, der von dem Kranze durch Federn frei getragen und dessen Schwerpunkt durch die auf einander folgend mittelst einer Kraftflüssigkeit auswärts gedrückten Kolben excentrisch zur Drehachse des Cylinderkranzes so verlegt wird, dafs die Schwerkraft dieses Schwungringes das ganze von den Cylindern, den Kolben und dem Schwungringe gebildete System in Umdrehung versetzt.
■ Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine derartige Maschine dargestellt.The subject of this invention is a machine of the type mentioned, which is characterized in that the radially displaceable pistons are articulated to a flywheel which surrounds the cylinder ring and is nowhere mounted, which is freely supported by the ring by springs and its center of gravity by the following one after the other is shifted eccentrically to the axis of rotation of the cylinder ring by means of a piston pushed outwards so that the force of gravity of this flywheel sets the whole system formed by the cylinders, the piston and the flywheel in rotation.
■ Such a machine is shown in the accompanying drawing.

Fig. ι giebt einen senkrechten Längsschnitt und Fig. 2 einen senkrechten Querschnitt.Fig. Ι gives a vertical longitudinal section and Fig. 2 a vertical cross section.

Die waagrechte Achse A (Fig. 2), um welche sich das genannte System dreht, ist hohl, jedoch in der Mitte mit einer querlaufenden Scheidewand α versehen. Zur einen Seite dieser Wand geht ein Kanal a¹, zur anderen Seite ein Kanal ß² durch die Wandung der Achse nach aufsen. Diese Kanäle sind zu einander versetzt.The horizontal axis A (Fig. 2), about which the said system rotates, is hollow, but provided in the middle with a transverse partition α . On one side of this wall is a channel a ¹ , on the other side a channel ß ² through the wall of the axis to the outside. These channels are offset from one another.

Die Achse A ist an ihren Lagern K drehbar und mittelst Bolzen k feststellbar, zweckmä'fsig wird sie mit einer geeigneten Drehvorrichtung verbunden, wie weiter unten mit Bezug auf Fig. 4 erläutert werden soll.The axis A can be rotated at its bearings K and can be fixed by means of bolts k ; it is expediently connected to a suitable rotating device, as will be explained further below with reference to FIG.

Die Kraftflüssigkeit tritt in das linke Ende der Achse A durch einen Stutzen M ein und nach vollbrachter Arbeit aus dem rechten Ende der Achse durch einen gleichen Stutzen aus.The power fluid enters the left end of the axle A through a connector M and, after the work has been completed, exits the right end of the axle through an identical connector.

Auf die Achse A ist der von den Cylindern B (Fig. 1) gebildete Kranz \ drehbar aufgeschoben. Gegen seitliche Verschiebung ist er durch zwei auf die Achse A aufgeschraubte Stellringe H (Fig. 2) gesichert, die zugleich die Packungen i halten, welche zur Abdichtung des Cylinderkranzes gegen die Achse dienen. Diese Packungen können mit Hülfe der Stellschrauben k¹, die durch die Stellringe hindurchgehen und auf darin eingelassene Ringbänder einwirken, nach Bedarf angeprefst werden. Jeder der Cylinder B (in Fig. 1 sind beispielsweise sechs angegeben) hat in seinem Boden zwei Oeffhungen b¹ und b² (Fig. 2), von denen b¹ in der Ebene des Kanals a¹, b² in der Ebene des Kanals a² liegt (s. auch Fig. 3, die einen Querschnitt durch einen Cylinder zeigt). Die dargestellten Cylinder sind einfach wirkend und jeder enthält einen Kolben C, an dem das Ende einer Stange D gelenkig angreift. Die anderen Enden dieser Stangen sind mit einem den Cylinderkranz umgebenden Schwungring E gelenkig verbunden, der nirgends gelagert, aber durch Schraubenfedern F oder ähnlich wirkende Mittel, welche an ihm bei f beweglich angreifen, mit dem Cylinderkranz ^ gelenkig gekuppelt ist.On the axis A of (FIG. 1) ring formed by the cylinders B \ is pushed to rotate. It is secured against lateral displacement by two adjusting rings H (Fig. 2) screwed onto the axis A , which at the same time hold the packs i , which serve to seal the cylinder ring against the axis. These packings can be pressed on as required with the aid of the adjusting screws k ¹ , which pass through the adjusting rings and act on annular bands embedded therein. Each of the cylinders B (in Fig. 1, for example, six are indicated) has two openings b ¹ and b ² (Fig. 2) in its bottom, of which b ¹ in the plane of the channel a ¹ , b ² in the plane of the channel a ² (see also Fig. 3, which shows a cross section through a cylinder). The cylinders shown are single-acting and each contains a piston C on which the end of a rod D is articulated. The other ends of these rods are connected in an articulated manner to a flywheel E surrounding the cylinder ring, which is nowhere supported, but is articulated to the cylinder ring by helical springs F or similar means which act on it at f .

Den Schwungring E umgiebt eine Riemscheibe G, die durch radiale Arme mit dem Cylinderkranz fest verbunden ist. Die Cylinder B haben zu dem Zweck Flantschen g, The flywheel E is surrounded by a pulley G, which is firmly connected to the cylinder ring by radial arms. The cylinders B have flanges g for the purpose of

an welchen die Riemscheibenarme festgebolzt sind. Die Riemscheibe kann auch durch eine Seilscheibe oder ein Zahnrad ersetzt werden.to which the pulley arms are bolted are. The pulley can also be replaced by a pulley or a gear.

Wenn man die beschriebene Maschine in Betrieb setzen will, dann stellt man zunächst die Achse A in ihren Lagern K so ein, dafs der Eintrittskanal a^l für den Dampf nahezu waagrecht liegt, d. h. mit der Horizontalen einen kleinen Winkel nach oben bildet, wie Fig. ι zeigt. Der Schwungring E nimmt jetzt noch nicht die in Fig. ι angegebene Lage ein,' sondern ist durch die Wirkung der Federn F centrisch zur Achse A gestellt, so dafs alle Kolben C sich in der Mitte ihres Hubes befinden. Dann läfst man die Kraftflüssigkeit, z. B. Dampf, durch den Stutzen M (Fig. 2) in die Welle A eintreten. Der Dampf strömt durch den Kanal a¹ und die Bodenöffnung b¹ in den rechten waagrechten Cylinder B und drängt dessen Kolben auswärts. Dadurch wird der Schwungring E seitwärts nach rechts geschoben, so dafs sein Schwerpunkt von der Mitte O der Achse A um die Strecke O O² absteht. Infolge dieser Verschiebung des Schwerpunktes versetzt der Schwungring E den Cylinderkranz in Umdrehung. Sobald diese Bewegung eingetreten ist, dreht man die Achse A in ihren Lagern von der in Fig. 1 gezeichneten Stellung aus allmälig nach links (im Sinne des eingezeichneten Pfeiles) so weit herum, bis der Kanal a¹ nicht ganz um 180° verlegt ist. Während dieser der Drehung des Schwungringes entgegengesetzten Drehung der Achse strömt immer Dampf aus dem Kanal a¹ in die folgenden sich ihm darbietenden Cylinder B, so dafs die Kolben nach einander auswärts gedrängt werden und den Schwerpunkt des Ringes in der angegebenen Weise verlegen, wodurch die Maschine in Gang bleibt.If you want to put the machine described into operation, you first set the axis A in its bearings K so that the inlet channel a ¹ for the steam is almost horizontal, i.e. forms a small angle upwards with the horizontal, as shown in Fig. ι shows. The flywheel E does not yet assume the position indicated in FIG. 1, but is placed centrically to the axis A by the action of the springs F , so that all pistons C are in the middle of their stroke. Then you let the power fluid, z. B. Steam, enter the shaft A through the nozzle M (Fig. 2). The steam flows through the channel a ¹ and the bottom opening b ¹ into the right horizontal cylinder B and pushes its piston outward. As a result, the flywheel E is pushed sideways to the right, so that its center of gravity protrudes from the center O of the axis A by the distance O O ^2. As a result of this shift in the center of gravity, the flywheel E sets the cylinder ring in rotation. As soon as this movement has occurred, the axis A is rotated in its bearings from the position shown in FIG. 1 gradually to the left (in the sense of the arrow drawn) until the channel a ^{1 is} not completely shifted by 180 °. During this rotation of the axis in the opposite direction to the rotation of the flywheel, steam always flows out of the channel a ¹ into the cylinders B which follow it, so that the pistons are pushed outwards one after the other and shift the center of gravity of the ring in the manner indicated, whereby the machine stays going.

Wenn die Achse A um nahezu i8o° verdreht ist, so wird sie festgestellt; die Dampfvertheilung ist dann folgende: Der Dampf tritt in den in Fig. 1 links gelegenen waagrechten Cylinder ein. Dieser Cylinder kommt dann durch Drehung des Schwungringes E in die Stellung des nächst höher gelegenen Cylinders. Der Dampf hat während dieser Bewegung des. Cylinders den Kolben schon etwas nach aufsen gedrängt und wirkt durch Expansion weiter. Der Cylinder gelangt darauf in die Stellung des rechten oberen Cylinders, wobei der Kolben noch weiter auswärts gedrängt wird. Ist der Cylinder in die Lage des rechten waagrechten Cylinders gekommen, dann ist der Kolben ganz auswärts gedrängt und der Schwungring so weit wie möglich nach rechts verlegt. Da die Kolben alle der Reihe nach ebenso wie der Kolben des eben betrachteten Cylinders wirken, so wird der Schwungring, nachdem er ein kurzes Stück gefallen ist, immer wieder in die dargestellte Lage gebracht, so dafs sein Gewicht stets an dem gröfstmöglichen Hebelarm (die Excentricität O O²) wirkt.If the axis A is rotated by almost 180 °, it is fixed; The steam distribution is then as follows: The steam enters the horizontal cylinder on the left in FIG. 1. This cylinder then comes into the position of the next higher cylinder by turning the flywheel E. During this movement of the cylinder, the steam has already pushed the piston slightly outwards and continues to act through expansion. The cylinder then moves into the position of the upper right cylinder, whereby the piston is pushed further outwards. If the cylinder has come into the position of the right horizontal cylinder, then the piston is pushed all the way out and the flywheel is moved as far to the right as possible. Since the pistons all work in sequence in the same way as the piston of the cylinder just considered, the flywheel, after it has fallen a short distance, is always brought into the position shown, so that its weight is always on the largest possible lever arm (the eccentricity O O ² ) works.

Während die Cylinder den oberen Halbkreis ihres Weges durchlaufen, wirken deren Kolben auf den Schwungring hebend ein. Dagegen werden die Kolben der unteren Cylinder, d. h. diejenigen, welche den unteren Halbkreis der Drehbewegung durchlaufen, durch den von den oberen Kolben gehobenen Schwungring und durch die Federn einwärts gedrängt, wobei der Dampf aus den unteren Cylindern herausgetrieben wird, da inzwischen die Cylinderöffnung b'² über den Austrittskanal a² der Achse A gekommen ist. Während die jeweilig unteren Cylinder den letzten Theil des unteren Halbkreises durchlaufen, ist die Austrittsöffhung d² abgesperrt und es findet Compression des Dampfes statt. Dann erfolgt wieder Dampfeintritt und es findet der beschriebene Vorgang von neuem statt.While the cylinders run through the upper semicircle on their way, their pistons lift the flywheel. On the other hand, the pistons of the lower cylinders, i.e. those which run through the lower semicircle of the rotary movement, are pushed inwards by the flywheel lifted by the upper pistons and by the springs, the steam being driven out of the lower cylinders, since the cylinder opening b 'has meanwhile been reached. ^{2 has come} through the outlet channel a ^{2 of} the axis A. While the respective lower cylinders pass through the last part of the lower semicircle, the outlet opening d ^{2 is} blocked and the vapor is compressed. Then steam enters again and the process described takes place again.

In Fig. 5 ist diese Dampfvertheilung schematisch dargestellt, von α bis β findet Dampfeintritt statt, von β bis γ Expansion, von γ bis d Austritt, von S bis α Compression.In Fig. 5 this steam distribution is shown schematically, from α to β steam entry takes place, from β to γ expansion, from γ to d exit, from S to α compression.

Da der freibewegliche Schwungring direct auf die Kolben einwirkt, so versieht er den Dienst eines astatischen Regulators, welcher die Geschwindigkeit der Maschine regelt.Since the freely movable flywheel acts directly on the pistons, it provides the Service of an astatic regulator, which regulates the speed of the machine.

Eine zum Verdrehen der Achse A geeignete Vorrichtung zeigt beispielsweise Fig. 4. Auf diese Achse A ist ein Schneckenrad L aufgekeilt, in das eine Schnecke N eingreift, die in einem seitlichen Arm des Lagers K drehbar ruht. Der in die Achse A eingeschraubte Einströmstutzen M ruht mit einem Flantsch m verschiebbar auf einem passenden Träger. Dreht man die Schnecke N, so wird auch die Achse A durch das Schneckenrad L gedreht. Hierbei wird, je nach der Drehrichtung, der StutzenJVi etwas aus der Achse A herausgeschraubt, wobei er sich mit seinem Flantsch m auf dem genannten Träger verschiebt. ,·A suitable for rotating the axis A device displays, for example, Fig. 4. In this axis A is a worm L keyed a worm engaging the N, rotatably resting in a lateral arm of the bearing K. The inlet connection M screwed into the axis A rests with a flange m so that it can be moved on a suitable support. If the worm N is rotated, the axis A is also rotated by the worm wheel L. Here, depending on the direction of rotation, the StutzenJVi is slightly screwed out of the axis A , whereby it moves with its flange m on the named carrier. , ·

Verstellt man die Achse A während des Stillstandes um i8o° von der in Fig. 1 angegebenen Lage aus, so erzielt man, dafs die Maschine umgekehrt läuft. Um die Maschine in wechselnder Richtung laufen lassen zu können, ist es erforderlich, die Ausströmungsöffhung a² symmetrisch zur Einströmung a¹ anzuordnen, wie Fig. 5a zeigt, während man für nur eine Drehrichtung die Oeffhungen a¹ und a² zur Erzielung besserer Dampfvertheilung wie in Fig. 5 anordnen wird.If the axis A is adjusted during the standstill by 180 ° from the position indicated in FIG. 1, the result is that the machine runs in reverse. In order to run the machine in alternating directions, it is necessary to arrange the Ausströmungsöffhung a ² symmetrically to the inflow of a ^1, as shown in Fig. 5a shows while ² better to achieve Dampfvertheilung for only one direction of rotation the Oeffhungen A ¹ and A as in Fig. 5 will be arranged.

Benutzt man statt Dampf eine andere Kraftflüssigkeit, z. B. Druckwasser oder Druckluft, so hat man die Gröfse der Einström- und Ausströmkanäle a¹ und a'² entsprechend .zu wählen. Fig. 6 zeigt z. B die für die Benutzung von Druckluft oder Druckwasser erforderlichen Abmessungen der Kanäle a¹ und a¹. If you use another power fluid instead of steam, e.g. B. pressurized water or compressed air, one has to choose the size of the inflow and outflow channels a ¹ and a ' ² accordingly. Fig. 6 shows e.g. B the dimensions of channels a ¹ and a ¹ required for the use of compressed air or pressurized water .

Statt die beschriebene Maschine als Kraft-Instead of the machine described as a power

maschine zu benutzen, kann man sie auch durch eine geeignete Kraft in Umdrehung versetzen und dann als Pumpe, Gebläse, Ventilator u. s. w. arbeiten lassen.machine, you can use it too Set in rotation with a suitable force and then as a pump, blower, fan and so on.

Ferner kann man die beschriebene Maschine auch als Wasser- oder Gasmesser benutzen/Furthermore, the machine described can also be used as a water or gas meter /

Endlich kann die beschriebene Maschine auch zur Ortsveränderung dienen. In diesem Falle läfst man die Riemscheibe G mit ihren Armen fort und ersetzt zwei oder alle Räder eines Fahrzeuges durch je eine solche Maschine, deren Schwungring dann als Radkranz dient.Finally, the machine described can also be used to change location. In this case, the pulley G is left with its arms and two or all wheels of a vehicle are replaced by one such machine, the flywheel of which then serves as a wheel rim.

Claims (1)

Patent-Anspruch:Patent claim: Umlaufende Kolbenmaschine, deren Cylinder radial gestellt und zu einem um eine waagrechte Achse drehbaren Kranz vereinigt sind, gekennzeichnet durch die gelenkige Verbindung der radial verschiebbaren Kolben mit einem den Cylinderkranz umgebenden, nirgends gelagerten Schwungringe, der von dem Kranz durch die Kolbenstangen und durch Federn frei getragen und dessen Schwerpunkt entweder durch die auf einander folgend mittelst einer Kraftflüssigkeit auswärts gedrückten Kolben oder durch Umtreiben des Cylinderkranzes mittelst einer äufseren Kraft excentrisch zur Drehachse des Cylinderkranzes so verlegt wird, dafs in dem einen Falle die Schwerkraft dieses Schwungringes das ganze von den Cylindern, den Kolben und dem Schwungringe gebildete System in Umdrehung versetzt, in dem anderen Falle der Schwungring das Verschieben der Kolben bewirkt.Rotating piston machine, the cylinder of which is placed radially and one around a horizontal one Axis rotatable wreath are united, characterized by the articulated connection the radially displaceable piston with a piston that surrounds the cylinder rim and is not supported anywhere Flywheels run from the rim through the piston rods and through springs borne freely and its center of gravity either by means of the following one after the other a power fluid pushed out piston or by driving the cylinder ring is shifted eccentrically to the axis of rotation of the cylinder ring by means of an external force, that in one case the force of gravity of this flywheel affects the whole of the cylinders, The system formed by the piston and the flywheel is set in rotation in the other The case of the flywheel causes the pistons to move. Hierzu ι Blatt Zeichnungen.For this purpose ι sheet of drawings.