DE146107C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE

Vorliegende Erfindung betrifft solche Kraftmaschinen mit umlaufenden Kolben, bei welchen die Bewegung der Kolben auf eine exzentrisch zu letzteren liegende Drehachse übertragen wird, wodurch sich für dieselben verschiedene Winkelgeschwindigkeit ergibt. Der Erfindungsgegenstand ist eine Steuerung des Dampfein- und -austritts für derartige Maschinen.

ίο Auf beiliegenden Zeichnungen ist die Erfindung dargestellt.

Fig. ι ist ein Längsschnitt der Maschine;

Fig. 2 ist ein Querschnitt nach C-D der Fig. i, welcher insbesondere die Einströmung veranschaulicht;

Fig. 3 ist ein Querschnitt nach E-F der Fig. ι;

Fig. 4 ist ein Querschnitt nach A-B der Fig. i, welcher insbesondere die Ausströmung veranschaulicht.

Die Fig. 5 bis 12 veranschaulichen schematisch die Wirkungsweise der Maschine in den verschiedenen Stellungen der Kolben;

Fig. 13 ist ein Schnitt nach G-H der Fig. 1; Fig. 14 ist ein Schnitt nach I-J der Fig. 2;

Fig. 15 ist ein Schnitt nach M-N der Fig. 14;

Fig. 16 zeigt einen Teil der Maschine im Längsschnitt im Anschluß an die Linie K-L der Fig. 1.

Die Fig. 17 bis 20 zeigen die Einrichtung zur Schieberbewegung mit veränderlicher Expansion in der Abwicklung.

Die Fig. 21 bis 40 zeigen Einzelansichten.

Im Interesse der Deutlichkeit sind in Fig. 1 alle diejenigen Teile, welche miteinander fest verbunden sind und als ein Ganzes an der Drehbewegung teilnehmen, in demselben Sinne schraffiert.

Das Zylindergehäuse α der Maschine ist im Innern mit einem Kolbenkörper b versehen (Fig. 2 und 3). Das Zylindergehäuse a ist auf einer Seite durch einen Deckel c geschlossen, der in der Mitte mit einer Öffnung versehen ist, während er auf der anderen Stirnseite einen Zapfen d besitzt. Im Innern des Zylinders α befindet sich eine Büchse e (Fig. 38 bis 40), an welcher ein Kolbenkörper / befestigt ist.

Die Büchse e ist an einem Ende offen und am anderen Ende mit einem zylindrischen Zapfen e e versehen, welcher durch eine entsprechende Öffnung auf der Stirnseite des Zylindergehäuses α hindurchgeht und mit einer Kurbel g fest verbunden ist. Letztere trägt einen Zapfen h, welcher in ein Gleitstück i eingreift, das in einer rechteckigen Nut des Schlittens k gleitet (Fig. 1 und 13). Dieser Schlitten k (Fig. 36 und 37) ruht in einer Nut I einer auf der Treibachse η der Maschine angeordneten Platte ni. Die Achse η läuft in Kugel- oder gewöhnlichen Lagern und trägt ein Schwungrad 0 (Fig. 16). Die Lagerung des Zylindergehäuses geschieht ebenfalls mit Kugellagerung p.

Die den Gegenstand der Erfindung bildende Steuerung wird von einem Hohlzylinder r (Fig. ι und 21 bis 23) gebildet, welcher in

der Büchse e durch Schrauben befestigt und durch Scheidewände in drei Kammern A, B und C getrennt ist. Auf seiner Außenfläche ist der Zylinder r mit Aussparungen s und t versehen, die durch die Einströmungsöffnungen ν und u mit der Einströmungskammer A in Verbindung stehen. Die beiden anderen Kammern B und C, welche zum Auspuff dienen, sind durch die Scheidewände w (Fig. 4, 21 und 23) voneinander getrennt.

Auf der Innenfläche des Zylinders r gleiten zwei Schieber χ undy, welche halbzylindrisch gestaltet und derartig im Innern des Zylinders r untergebracht sind, daß sie sich mit ihrer einen Endfläche \ berühren (Fig. 2), während ihre anderen Endflächen gegen einen festen Ansatz 1 des Zylinders r anliegen. Diese Schieber χ und y sind mit Öffnungen U₁ bezw. V₁ versehen, deren Größe derjenigen

der Öffnungen u und ν entspricht (Fig. 1, 2, 24 und 25).

Die Schieber χ und y sind ferner mit einem Zapfen 2 bezw. 3 versehen (Fig. 1 und 2). Der Zapfen 3 greift in eine Ringnut einer Hülse 4 ein, die einen zylindrischen Finger 5 trägt (Fig. 1, 26, 27 und 28). Der Zapfen 2 greift in eine Ringnut einer Hülse 6, welche die Hülse 4 teilweise umschließt und an einem Ende durch einen ringförmigen Rand 7 abgeschlossen wird. Die Hülse 6 ist ebenfalls mit einem zylindrischen Finger 8 versehen (Fig. 1, 29 und 30). Der Deckel c endigt in eine zylindrische Büchse 9, die mit einem Gabelstück 10, 11 versehen ist (Fig. 1, 32 und 33). Der Zylinder r trägt ebenfalls ein Gabelstück 12, 13 (Fig. 1 und 23). Zwischen den Zinken des Gabelstückes 10, 11 liegt der Finger 5 und zwischen den Zinken des Gabelstückes 12, 13 der Finger 8.

Die Einströmungsvorrichtung besteht ferner aus der Hülse 14, die mit dem Einströmungsrohr 15 in geeigneter Weise verbunden und mit einer Aussparung 16 versehen ist, welche in Fig. 3 mit punktierten Linien angedeutet und aus Fig. 31 genauer ersichtlich ist. Im Innern dieser Hülse 14 liegt eine Hülse 17, die eine Handhabe 18, 19 trägt und einerseits Öffnungen 20 (Fig. i), andererseits eine Aussparung 21 besitzt, deren Größe derjenigen der Aussparung 16 entspricht.

Die Ausströmungsvorrichtung (Fig. 1, 34 und 35) wird im wesentlichen durch einen kegelförmigen, hohlen Körper 22 gebildet; derselbe ist mit einer Seitenöffnung 23 versehen und läuft in das Ausströmungsrohr 24 aus. Die Breitseite des Körpers 22 dient als Auflage für eine Feder 25, welche ständig bestrebt ist, die Hülse 4 (Fig. 1) und mit dieser den Finger 5 gegen die Hülsen 14 und 17 anzudrücken. Das Rohr 24 trägt einen Ring 26 (Fig. 1 und 34), welcher teilweise im Innern der Hülse 6 liegt und einer Feder 27 als Auflage dient, die andererseits gegen den Rand 7 der Hülse 6 anliegt und bestrebt ist, den Finger 8 gegen die Hülsen 14 und 17 anzudrücken.

Die Kolben b und f sind mit Aussparungen versehen, in welchen nachgiebige Platten 44 (Fig. 2, 14 und 15) angebracht sind, die durch Federn 45 beständig gegen die Wandung des Zylinders α bezw. der Büchse e gepreßt werden und dadurch eine vollkommene Abdichtung dieser Teile gegeneinander herbeiführen.

Um die Wirkungsweise der beschriebenen Steuerung besser verständlich zu machen, wird darauf aufmerksam gemacht, daß das Zylindergehäuse a, der damit verbundene Kolben b, der Deckel c, die Büchse 9 und der Zapfend sieh zusammen drehen. Ebenso drehen sich die Büchse e mit ihrem Kolben f, der Zylinder r und die Kurbel g mit ihrem Zapfen h zusammen. Die Hülse 4 dreht sich mittels ihres Fingers 5 zusammen mit dem Kolben b, während sich die Hülse 6 mittels ihres Fingers 8 mit dem Kolben f bewegt. Die mit Aussparungen versehene Hülse 14 steht fest. Die Hülse 17 kann um einen bestimmten Winkel gedreht werden, wodurch die Expansion verändert wird.

Es werde angenommen, daß die Maschine sich im Sinne der in Fig. 2 und 4 eingezeichneten Pfeile dreht und durch Dampf getrieben wird, welcher durch das Rohr 28 (Fig. 1) eintritt und durch die Öffnungen 20 in den Raum A zwischen dem Rohr 24 und dem Zylinder r gelangt.

Die verschiedenen Phasen der Einströmung sind folgende:

Die Schieber χ und y nehmen infolge ihrer Auflage auf den Ansatz 1 an der Drehung des Zylinders r teil und erfahren außerdem eine geradlinige Verschiebung parallel zur Längsachse der Maschine. Letztere Bewegung wird einerseits durch den Finger 5 für eine halbe Umdrehung der Treibwelle n, andererseits durch den Finger 8 für die andere Hälfte der Umdrehung der Welle η bewirkt. In Fig. 1 und 3 liegt der Finger 8 in beiden Aussparungen 16 und 21 der Hülsen 14 bezw. 17, und zwar fallen die Ränder dieser Aussparungen 16 und 21 zusammen (Fig. 17). Der Dampf tritt aus dem Raum A durch die Öffnungen V₁ und ν in den Raum s (Fig. 1 und 2), und von hier durch die Öffnung S₁ in den Raum 29 (Fig. 2), wo er expandiert. Gleichzeitig wird der Finger 5 durch die Spannung der Feder 25 gegen die nicht ausgesparten Teile der Hülsen 14 und 17 gedrückt und verschiebt dadurch den Schiebery (Fig. 1 und 2) derartig, daß die öffnungen u verdeckt wer-

Claims (1)

1. den und der Dampf verhindert wird, in den Raum t einzutreten und von diesem durch die Öffnung ^₁ in den Raum 30 zu gelangen (Fig. 2). Der Dampf, welcher sich in diesem Raum 30 befindet, muß natürlich zum Auspuff gelangen, was in der weiter unten beschriebenen Weise bewirkt wird.

   Wenn der Dampf seine Expansion im Raum 29 vollendet und hierbei auf die Flächen 31 und 32 der Kolben b und / (Fig. 2) gewirkt hat, so hat die Treibwelle η der Maschine eine halbe Umdrehung gemacht, wodurch der Finger 8, welcher durch die Gabel 12, 13 mitgenommen wird, allmählich aus der von den Aussparungen 16 und 21 gebildeten Vertiefung heraustritt. Dieser Vorgang ist in Fig. 17 veranschaulicht, wo der Finger 8 in drei verschiedenen Stellungen dargestellt ist, nämlich außerhalb der Aussparung 16, in dem Augenblick des Eintritts in dieselbe und während seiner Bewegung in der Aussparung. Beim Heraustreten des Fingers 8 aus der Aussparung 16, 21 wird der Schieber χ gegen die Kraft der Feder 27 (Fig. 1) verschoben, wodurch die Öffnungen ν geschlossen werden.

   Diese Einströmungsperiode entspricht dem Eintritt des Dampfes in den Raum 33 (Fig. 5) zwischen den beiden Flächen der Kolben b und f.

   Fig. 5 bis 12 zeigen in schematischer Darstellung die verschiedenen gegenseitigen Lagen der Kolben b und f bei ihrer Umdrehung. In Fig. 5 befindet sich die Maschine in der Totpunktlage, der Dampf tritt in den Raum 33 zwischen beide Flächen der Kolben b und f ein und bewirkt die Entfernung der letzteren voneinander. Die Totpunktlage wird während des Ganges der Maschine natürlich durch die lebendige Kraft des Schwungrades 0 überwunden.

   Fig. 6, 7 und 8 zeigen die von den Kolben b und f nacheinander eingenommenen Stellungen, während Fig. 9 die Lage der Kolben veranschaulicht, welche der Schließlage der Einströmungsöffnungen ν und der Offenstellung der Öffnungen u entspricht, durch welch letztere der Dampf unter Druck in den Raum 34 (Fig. 9) zwischen die anderen Flächen 35 und 36 (Fig. 2) der Kolben b und f eintritt. Der Finger 5, welcher durch die Gabel 10, 11 mitgenommen wird, wirkt in derselben Weise wie der durch die Gabel 12, 13 mitgenommene Finger 8, wobei der Dampf auf die andere Fläche 35, 36 der Kolben b und f in derselben Weise einwirkt. Die verschiedenen Arbeitslagen der Kolben b und f, entsprechend der zweiten halben Umdrehung der Treibwelle n, werden durch Fig. 10 bis 12 veranschaulicht, \vährend nach vollendeter Umdrehung die Kolben b und / wiederum die aus Fig. 5 ersichtliche Stellung einnehmen.

   Hieraus ist ersichtlich, daß der Dampf während einer halben Umdrehung der Welle η zwischen den Flächen 31 und 32 und während der anderen Hälfte der Umdrehung zwischen den Flächen 35 und 36 der Kolben b und f zur Wirkung kommt.

   Die Drehbewegung der Kolben b und f wird einerseits von dem Kolben b durch den Zapfen d, andererseits von dem Kolben f durch die Kurbel g, den Zapfen h und das Gleitstück i auf den Schlitten k übertragen, welcher, wie bereits oben dargelegt, in der Nut / der auf der Treibwelle η sitzenden Platte m gleitet (Fig. 1 und 13).

   Um die Einströmung zu verändern, wird die Hülse 17 (Fig. 1) in bekannter Weise entweder selbsttätig durch einen Regulator oder durch eine Handhabe 19 von Hand bewegt. Dadurch, daß diese Hülse 17 eine Teildrehung erhält, deckt sich ihre Aussparung 21, welche bei der oben beschriebenen Einströmung mit der Aussparung 16 der Hülse 14 ganz zusammenfiel, mit letzterer Aussparung nur zum Teil. Man erhält infolgedessen eine verkürzte Aussparung 42 (Fig. 18) oder 43 (Fig. 19) und vermindert dadurch die Zeitdauer, während welcher die Finger 5 und 8 in der von den Hülsen 14 und 17 gebildeten Aussparung liegen (Fig. 18 und 19). Dadurch, daß man die Hülsen 14 und 17 derartig gegeneinander versetzt, daß ihre Aussparungen 16 bezw. 21 gar nicht zusammenfallen (Fig. 20), kann die Maschine zum Stillstand gebracht werden.

   Die Ausströmung erfolgt durch den mit dem Rohr 24 verbundenen Kegelkörper 22 (Fig. ι und 4). Der Dampf tritt nach seiner Expansion durch die Öffnung 38 der Büchse e (Fig. 4) und durch die Öffnung 39 des Schieberzylinders r in den Raum C (Fig. 4 und 21). Von hier tritt der Dampf durch eine Öffnung 23 des Körpers 22 in das Innere des Rohres 24 und entweicht aus der Maschine. Die zweite Auspuffkammer B dient dazu, den Abdampf während der zweiten halben Umdrehung der Maschinenwelle aufzunehmen. Die Kammer B hat einen größeren, kreisförmigen Querschnitt als die Kammer C, und zwar entspricht die Größe dem Unterschiede der von den beiden Kolben b und f durchlaufenen Wege.

   Patent-AνSPRUcn :

   Eine Steuerung für Kraftmaschinen mit umlaufenden Kolben verschiedener Winkelgeschwindigkeit, von denen der eine Kolben mit dem umlaufenden Zylindergehäuse und der andere mit einer um die Zylinderachse drehbaren Büchse verbunden

   ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (e) einen in drei Kammern (A B C) geteilten Schieberzylinder (r) umschließt, auf dessen Innenseite zwei gegen einen Ansatz (i) des Schieberzylinders anliegende, mit den Öffnungen (38, 40, S₁ ^₁) der Büchse (e) und den Öffnungen fs, t bezw. u, v) des Schieberzylinders entsprechenden Öffnungen (U₁ bezw. V₁) versehene Schieber (x,y) gleiten, die mit längsverschiebbaren, von dem Zylindergehäuse (a) bezw. der Büchse (e) beim Umlauf mitgenommenen Hülsen (6 bezw. 4) in Eingriff stehen, deren Finger (8 bezw. 5) durch Federn (27 bezw. 25) gegen zwei konzentrisch zueinander angeordnete und mit Aussparungen (16 bezw. 21) versehene Hülsen (14,17) angedrückt werden, so daß die Schieberöffnungen (V₁V und U₁ u) selbsttätig wechselweise geöffnet und geschlossen werden, und hierdurch das in die Kammer (A) des Schieberzylinders (r) eintretende Treibmittel zur Wirkung auf die Kolben (b und f) abwechselnd eingelassen und abgeschlossen wird, während es wechselweise durch die beiden anderen Kammern (B C) des Schieberzylinders in das Auspuffrohr (24) gelangt.

   Hierzu 5 Blatt Zeichnungen.