DE12018C - Wassersäulenmaschine mit während des Ganges veränderbarem Kolbenhub - Google Patents

Description

1880.

Klasse 88.

FRANZ HELFENBERGER & SOHN in RORSCHACH (Schweiz). Wassersäulenmaschine mit während des Ganges veränderbarem Kolbenhub.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 23. Juni 1880 ab.

Die vorliegenden Neuerungen an Wassersäulerimaschinen zur Ausnutzung gröfserer Wasserkräfte bezwecken, das verbrauchte Wasserquantum der zu leistenden Arbeit dadurch immer anzupassen, dafs der Hub der Arbeitskolben je nach der zu leistenden. Arbeit veränderlich gemacht ist. Diese Hubveränderung kann automatisch durch den Regulator oder von Hand bewirkt werden, und läfst sich entweder durch Verschiebung des Kurbelzapfens oder durch Veränderung des Kreuzkopfweges unter Benutzung eines zwischen Kreuzkopf und Angriffspunkt der Pleuelstange eingeschalteten Balanciers mit veränderlichem Schwingungspunkt bewerkstelligen.

Im ersten Falle kann man die Füllung zwischen ο und 100 pCt, im zweiten Falle zwischen 50 und 100 pCt. variiren.

Die erste Modification ist in den Fig. 1 bis 9 dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die Längsansicht einer Maschine, Fig. 2 den Grundrifs derselben, Fig. 3 den Querschnitt durch den Arbeits- und Steuercylinder, Fig. 4 das Regulirungsgestänge am Kurbellager mit weggedachter Kurbelscheibe; Fig. 5 und 6 sind Schnitte durch die letztere, Fig. 7 und 8 stellen das Regulirventilgehäuse in Schnitt und Ansicht dar, während Fig. 9 eine schematische Darstel-^V lung des Regulirventilspiels ist.

Die Maschine gleicht in ihrer Anordnung einer liegenden Dampfmaschine, wie sofort aus den Zeichnungen zu ersehen.

Die Wasservertheilung wird durch zwei unter dem Cylinder liegende, an einer gemeinschaftlichen Stange sitzende, entlastete Steuerkolben bewirkt, welche durch Excenter und Steuerwelle bewegt werden. Um für die Steuerkolben eine genügende Führung zu erhalten, sind die Kanäle mit vier Stangen und die Kolben beiderseits mit je drei Führungslappen versehen, wie Fig. 3 zeigt.

Die nach abwärts gebogenen Ablaufröhren, welche für ein auszunutzendes Sauggefälle entsprechend verlängert werden können, münden unter Wasser aus, damit die Ein- und Ausströmkanäle sowie die sogenannten schädlichen Räume, immer mit Wasser angefüllt bleiben. Arbeitscylinder, Kolben, Kolbenringe, Kreuzkopf, Schubstange und Schwungrad bieten nichts eigenthümliches.

In der Kurbelscheibe, Fig. 5 und 6, welche mit der Kurbelwelle aus einem Stück gegossen ist, sind zwei kleine, hydraulische Cylinder C einander gegenüber eingesetzt, in denen zwei Plunger P stecken, welche mit dem Kurbelzapfen K und dem Führungsschlitten .S ein Stück bilden und aus Stahl gegossen sind.

Die beiden hydraulischen Cylinder C sind mit Wasser oder einer anderen, unzusammendrückbaren Flüssigkeit gefüllt und mit einander durch eine Röhre T verbunden, an welcher das Regulirventil R angebracht ist. Ist dasselbe geschlossen, so ist die Communication des Wassers zwischen beiden hydraulischen Cylindern C aufgehoben und das Wasser in jedem Cylinder eingeschlossen, weshalb die Plunger, trotz der Stöfse auf den Kurbelzapfen, auf einem bestimmten Punkt stehen bleiben müssen.

Geht die Maschine zu schnell oder zu langsam, so öffnet der Regulator vermittelst seines Gestänges obiges Regulirventil in dem Moment, wo der Schubstangendruck auf den Kurbelzapfen in der Richtung der Plungeraxe stattfindet, und zwar beim zu schnellen Gang der Maschine auf der Seite gegen den Arbeitscylinder, d. h. am Anfang des Vorwärtsschubes, so dafs durch den Stofs der Schubstange der Plunger, so lange der Regulator zu hoch steht, bei jedem Umgang eine Strecke weit gegen die Mitte der Kurbelscheibe gedrückt, mithin der Hub, die Arbeitsleistung und der Wasserverbrauch verkleinert wird.

Bei zu langsamem Gang findet die Verschiebung des Kurbelzapfens, so lange der Regulator zu tief steht, gegen Ende des gleichen Schubes in entgegengesetzter Richtung statt, so dafs der Kurbelzapfen weiter vom Wellenmittel entfernt, somit der Hub, die Arbeitsleistung und der Wasserverbrauch vergröfsert wird.

Zur noch feineren Regulirung ist die Anordnung so getroffen, dafs bei kleinem Regulatorausschlag das Regulirventil nur wenig geöffnet und dadurch jene Strecke, welche vom Kurbelzapfen während der Regulatoreinwirkung bei

jedem Umgang der Maschine zurückgelegt wird, sich verkleinert.

Die Einwirkung des Regulators auf das Regulirventil wird durch folgenden Mechanismus bewirkt. Die Verticalverschiebung der Regula torhüise wird durch Winkelhebel und Stange Rr auf den am Kurbelwellenlager angebrachten Winkelhebel H mit Oelkatarakt 0, Fig. 4, übertragen. Auf der Axe dieses Winkelhebels sitzt ein Gabelhebel G, der zwischen Kurbelwellenlager und Kurbelscheibe, Fig. 2, Platz findet und mit zwei Anschlagflächen A versehen ist, über welche das Ende des hinter der Kurbelscheibe befindlichen Armes des Ventilhebels V, Fig. i, 2, 4, 7 und 8, hinweggleitet; der vor der Kurbelscheibe gelegene Arm dieses Hebels wirkt direct auf die Spindel des Regulirventils R ein, das für gewöhnlich durch eine starke Schraubenfeder geschlossen gehalten wird, Fig. 7.

Die Wirkungsweise dieses Mechanismus ist deutlich aus Fig. 9 zu erkennen.

Steigt die Regulatorhülse, so wird auch die obere Anschlagfläche A eine höhere Stellung einnehmen, und es findet während des Kurbelzapfenweges K¹ K"¹ und Ventilhebelweges V¹ V² eine Hubverkleinerung statt; sinkt die Regulatorhülse tiefer als ihre Mittellage, so wird dementsprechend die untere Anschlagfläche A während des Kurbelzapfenweges K³ K⁴ und Ventilhebelweges V³ V* eine Hubvergröfserung bewirken. Je nach dem Ausschlag des Gabelhebels G wird das Regulirventil mehr oder weniger geöffnet werden.

Um beim Füllen der hydraulischen Cylinder die Luft aus denselben entweichen lassen zu können, sind die Schrauben E, Fig. 1 und 6, angeordnet.

Die Rohrleitung T steht durch ein Ventil W, Wächterventil genannt, mit dem Reservoir Q in Verbindung, welches Ersatzwasser enthält, das durch einen mit einer Schraubenfeder belasteten, wasserdicht geführten Kolben auf mehrere Atmosphären gespannt erhalten wird.

Das Ventil W hat den Zweck, das etwa durch die Dichtung der hydraulischen Cylinder verloren gehende Wasser sofort wieder durch neues Wasser zu ersetzen.

Das Reservoir Q erhält seine Füllung mit Wasser durch einen mit dem Fülltrichter E versehenen Hahn.

D, Fig. i, ist ein Drosselhahn, der gestattet, die Regulirung von Anfang an auf einen der Fabrik entsprechenden Grad einstellen zu können.

Die zweite Modification der Maschine ist in Fig. 10 bis 12 dargestellt. Die Steuerung der Maschine gleicht im allgemeinen der vorhin beschriebenen. Hier ist der Kurbelzapfen unveränderlich, und ist zum Zweck der Hubveränderung ein Balancier B angeordnet, der um den Zapfen D schwingt, welch letzterer in einer Richtung normal zur Bahn des Kreuzkopfes verschiebbar ist. Der Balancier steckt in der Tasche T, Fig. 10 und 11, welche mit zwei Querzapfen versehen ist, von denen der untere in den Kreuzkopf und der obere in den Gabelkopf der Schubstange eingreift, Fig. 11.

Die Verschiebung des Balanciers geschieht durch einen im sogenannten Regulircylinder C befindlichen Kolben, welcher durch einen yon C entfernten Schieber .S gesteuert wird. Dieser Schieber wird durch die Regulatorstange R verschoben und läfst je nach dem Stand der Regulatorhülse entweder auf die untere oder obere Seite des Regulircylinders Druckwasser strömen, so dafs die Verschiebung des Balanciers auf- oder abwärts erfolgt, und somit der Hub des Arbeitskolbens verkleinert oder vergröfsert wird.

Befindet sich der Balancierdrehpunkt D in seiner tiefsten Lage, d. h. bei γ, so hat der Arbeitskolben seinen gröfsten Hub gg¹; der höchsten Lage α des Balancierdrehpunktes entspricht der kleinste Hub KK¹ des Arbeitskolbens, während bei der Mittellage β des Balancierdrehpunktes D das Kreuzkopfmittel den Weg m m ^l beschreibt.

Bei E wird das Druckwasser zugeführt.

Die Rohre Z führen das Druckwasser vom Regulirschieberkästchen zum Regulircylinder und zurück.

Das Rohr A gestattet dem Regulirabflufs¹ wasser einen Abflufs. Sollte im Regulircylinder durch irgend welche Veranlassung ein Wasserverlust stattfinden, so wird durch das Saugventil Vi als Ersatz, sofort Abflufswasser angesogen. Die Maschine kann auch zum Reversireh eingerichtet werden.

Claims (1)

1. P ATENT-Anspruch:

   Eine Wassersäulenmaschine mit automatisch während des Ganges durch den Regulator oder von Hand zu bewirkender Hubveränderung, mittelst Verschiebung des Kurbelzapfens, welche durch zwei einander gegenüber liegende, hydraulische Prefscylinder ausgeführt .wird, Fig. 1 bis 9, oder unter Benutzung eines Balanciers B mit veränderlichem Schwingungspunkt, dessen Einstellung ebenfalls durch den Regulator und mit Hülfe eines hydraulischen Prefscylinders erfolgt, Fig. 10 bis 12.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.