DE183043C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES;!

PATENTAMT

Es ist eine Dampfmaschine mit globoidschraubenförmigem Kolben bekannt, der eine größere Anzahl im Durchmesser zunehmender Gänge besitzt, in die eine Dichtungsscheibe mit radial verschiebbaren Zähnen greift. Sowohl der Anfang der Gewindegänge als auch deren Ende bewegen sich frei in Kammern, von denen die eine für den Eintritt des Dampfes, die andere für den Austritt desselben dient. Durch das den Globoidkörper umgebende Gehäuse und die in die Gänge eingreifenden Zähne werden Kammern gebildet, die bei entsprechender Drehung des Körpers an Inhalt wachsen, derart, daß Dampf, der an der dünnsten Stelle der Globoidschraube aus der Eintrittskammer in deren Gänge einströmt, im Verlauf der Drehung der Schraube sich nach und nach ausdehnt, bis er am Ende der Schraube frei in die Austrittskammer ausströmt. Aus der am dünneren Ende der Globoidschraube gelegenen Eintrittskammer strömt der Dampf ständig in den ersten Gang ein. Die Expansionswirkung vollzieht sich also lediglich beirrt Durchströmen des Dampfes durch die Schraubengänge infolge Vergrößerung der von den Gängen und den in dieselbe eingreifenden Zähnen gebildeten Kammern.

Bei der vorliegenden Kraftmaschine mit schraubenförmigem Kolben und in die Schraubengänge eingreifenden Dichtungszähnen ist der Schraubenkörper in einem Hohlraum gelagert, dessen Endflächen an der Eintritts-

.. seite und gebotenenfalls auch an der Austrittsseite sich dicht an die Endflächen des Gewindeganges anschließen, so daß die in der Endfläche des Hohlraumes an der Eintrittsseite befindliche Öffnung für das Einströmen des Kraftmittels durch die Endfläche des Gewindeganges bei jeder Umdrehung des Kolbens abgesperrt wird.

Nach der Absperrung der Einströmöffnung erweitert sich im Verlaufe der Umdrehung der Raum, in dem das Kraftmittel eingeschlossen ist, so daß eine Expansionswirkung erzielt wird. Wenn an der Austrittsseite im Hohlraum auch eine mit einer Austrittsöffnung versehene Endfläche vorhanden ist, an die sich die Endfläche des Schraubenganges dichtend anlegt, so braucht der Schraubenkörper nur etwa einen Gang zu erhalten.

Diese Anordnung gestattet ferner eine besondere Expansionswirkung dadurch zu erzielen, daß man den im Gehäuse angeordneten, in der Endfläche des Hohlraumes mündenden Einströmkanal bei jeder Umdrehung durch ein Abschlußorgan früher absperrt, als die Endfläche des Schraubenganges die Einströmöffnung erreicht. Besonders einfach gestaltet sich diese Expansionsvorrichtung, wenn man sie als einen mit dem Kolben verbundenen Drehschieber ausbildet, der den im Gehäuse angeordneten, die Einströmung vermittelnden Kanal je nach dem gewünschten Grade der Expansion früher oder später absperrt. Wird der Drehschieber verstellbar mit dem Schraubenkörper verbunden, so läßt sich die Expan-

sion verändern. Wird am Austrittsende ein zweiter, mit dem Schraubenkörper verbundener Drehschieber vorgesehen, so kann Aus- und Eintritt des Kraftmittels vertauscht werden, so daß dann die Maschine in beiden Richtungen mit Expansionswirkung laufen kann. Dann muß aber die später zu beschreibende, für das Anlassen bestimmte besondere Absperrvorrichtung den Austritt des

ίο Treibmittels besorgen. Ist keine Umsteuerung beabsichtigt, so kann der zweite Drehschieber natürlich entbehrt werden. Die die Endfläche des Gewindeganges an der Austrittsseite dicht berührende Endfläche des Hohlraumes ist nicht erforderlich, wenn das Treibmittel nicht expandierend wirken soll oder keine Umsteuerung beabsichtigt ist; bei einer nur in einer Richtung laufenden, durch Wasser getriebenen Maschine kann also diese Endfläche beispielsweise fortfallen.

Für das Anlassen der Maschine können besondere Kanäle mit Absperrvorrichtung im Gehäuse vorgesehen werden, die den Eintritt des Treibmittels in die Schraubengänge, sowie dessen Austritt ohne Benutzung der mit dem Schraubenkörper verbundenen Drehschieber vermitteln.

Für die Ein- und Austrittskanäle im Gehäuse kann eine Umsteuerungsvorrichtung vorgesehen werden, die infolge der besonderen Anordnung dieser Kanäle sich äußerst einfach als zylindrischer Drehschieber ausbilden läßt, so daß der Bau der Maschine sehr gedrungen wird.

Werden die in die Schraubengänge eingreifenden kammerbildenden Dichtungszähne an einer drehbaren Scheibe angebracht, so muß der Schraubenkörper als Globoidschraube ausgebildet werden. Man könnte aber auch die Dichtungszähne an einer Kette ohne Ende anordnen, dann ist eine gemeine Schraube erforderlich.

Auf der Zeichnung ist als Beispiel eine umsteuerbare Kraftmaschine mit Globoidschraube dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Maschine in der Teilungsfuge des zweiteiligen Gehäuses, Fig. 2 einen Querschnitt nach Z-C-W der Fig. I, Fig. 3 einen Querschnitt nach A-B-E-F der Fig. 1 und Fig. 4 einen Schnitt nach H-J der Fig. 2.

Das Rad A greift mit seinen Zähnen a in die Gewindegänge des auf der Achse ν sitzenden Schraubenkörpers C ein (Fig. 1). Es besteht zweckmäßig aus zwei gegeneinander verdrehbaren Teilen (Fig. 2) derart, daß die Flanken der Zahnt α durch eine die Teile des Rades gegeneinander etwas verdrehende Feder gegen die Gangflächen der Schraube gedrückt werden und sicher abdichten. Die äußeren Umflächen der Gewindegänge drehen sich dicht in der Globoidhohlfläche c des Gehäuses, das bei dem dargestellten Beispiel eine besondere Ausfütterung (Fig. 2) erhalten hat. An beiden Enden wird die Hohlfläche c durch Flächen begrenzt, denen die Endflächen der Gewindegänge des Schraubenkörpers genau entsprechen, derart, daß diese Endflächen auf den Endflächen des Hohlraumes schieberartig gleiten. Diese Flächen können eben, kegelförmig oder gekrümmt sein und enthalten die Öffnungen für den Ein- und Austritt des Treibmittels. Auf diese Weise wird durch die Hohlfläche c, die Endfläche des Hohlraumes, die Dichtungszähne α und den Schraubengang des Schraubenkörpers eine Kammer gebildet, die bei der Drehung des Kolbens nach und nach an Inhalt wächst, in die das Treibmittel durch die Öffnung in der Endfläche des Hohlraumes eintreten kann. In gleicher Weise erfolgt am anderen Ende des Hohlraumes der Austritt des Treibmittels durch eine oder mehrere, in der anderen Endfläche angeordnete Öffnungen. Von den Öffnungen gehen Kanäle y und \ bezw. y' und \' aus, von denen ^ und ^' durch Drehschieber t, t' oder dergl. absperrbar sind. Die Kanäle y undjK' sind sehr schmal (Fig. 3) und so dicht wie möglich an der Eingriffsstelle des Rades A. angeordnet. Der eine Kanal y befindet sich in Fig. 3 links vom Rade A, der andere in Fig. 3 nicht sichtbare Kanal y' rechts vom Rade. Beide Kanäley, y' werden durch mit dem Schraubenkörper C verbundene Drehschieber w und»'' bedient, deren Hohlräume ο, ο' ständig mit dem Zu- bezw. Ablaßkanal für das Treibmittel verbunden und den Kanäleny,y' gegenüber mit Kanälen x, x' versehen sind. Der hohle Umsteuerungsdrehschieber D liegt zwischen dem Zuleitungskanal q und dem Ableitungskanal u und enthält eine Querwand p, die zwei Hohlräume d und d' abteilt, die durch Öffnungen r und r' mit den Kanälen q und u verbunden werden können. Die Kanäle ^ und \' dienen einesteils zum Anlassen der Maschine, andernteils besorgen sie auch den Austritt des Treibmittels, wenn,die Maschine, wie in der Zeichnung dargestellt, umsteuerbar eingerichtet ist. Wird nämlich der Schraubenkörper C an seinen beiden Enden mit Drehschiebern n>,w' verbunden, so kann der am Austrittsende gelegene Drehschieber den Austritt des Treibmittels nicht sachgemäß übernehmen, da er den im Gehäuse angeordneten Kanalj^' bezw.y während einer gewissen Zeit überdecken und den freien Austritt des Treibmittels ' verhindern würde.

Bei der in Fig. 4 durch ausgezogene Linien angedeuteten Stellung des Umsteuerungs-Schiebers D tritt das Treibmittel im Sinne des Pfeils aus dem Kanal q in den Hohl-

raum J des Schiebers D, von da bei abgesperrtem Schieber t (Fig. i) in den Hohlraum ο des linksgelegenen Drehschiebers n> und durch den Kanal y von links in den Schraubengang des Körpers C, denselben im Sinne des Pfeils drehend. Die von dem Gewindegang des Schraubenkörpers C, dem in diesen Gang eingreifenden Zahn a des Rades A, der Hohlfläche c und der linken Endfläche des Gehäuses gebildete, sich im Verlauf der Drehung des Schraubenkörpers vergrößernde Kammer nimmt das Treibmittel auf, das aber in dem Augenblick abgesperrt wird, in dem die Öffnung χ über den Kanaly hinweggeglitten ist. In Fig. 3 ist der Beginn dieser Absperrung dargestellt, die- je nach Breite der Öffnung χ in dem Schieber w früher oder später beendet sein wird, danach wird das in den Gewindegang eintretende Treibmittel infolge der durch die Weiterdrehung des Schraubenkörpers stetigzunehmenden Vergrößerung der Kammer sich so lange ausdehnen, bis es einesteils durch Kanal y', öffnung χ', Raum ο', andernteils durch den geöffneten Drehschieber V und Kanal \' nach dem Hohlraum d' des Schiebers D übertritt und durch Öffnung r' (Fig. 4) in den Abteilungskanal u gelangt. Hieraus ergibt sich, daß der Schraubengang gerade nur so lang zu sein braucht, als nötig ist, um bei jeder Umdrehung eine Kammer zu bilden, in der auf kurze Zeit das Treibmittel sowohl gegen den Eintrittskanal als auch gegen den Austrittskanal abgesperrt ist.

Macht man den Schneckengang des Kolbens etwas länger, beispielsweise wie in Fig. 1 dargestellt, so wird natürlich auch bei jeder Umdrehung je eine Kammer gebildet, und während sich noch in einer Kammer das Treibmittel ausdehnt, wird bereits'in die sich nach einer Umdrehung des Kolbens neu bildende Kammer frisches Treibmittel einströmen, das ebenfalls, wie oben beschrieben, abgesperrt wird und in der sich vergrößernden Kammer expandiert, bis es zur Ausströmung gelangt. Auf diese Weise wird auch der nur einen Schraubengang besitzende Kolben nicht allein infolge der Wirkung des einströmenden und expandierenden Treibmittels einer Kammer, sondern derjenigen von zwei Kammern angetrieben.

Wird der Schieber D um i8o° gedreht, so daß die Querwand ρ die in Fig. 4 punktiert gezeichnete Lage einnimmt, so tritt das Treib-

mittel aus dem Zuleitungskanal q durch öffnung r' in den Hohlraum d' des Drehschiebers D und gelangt nun in umgekehrter Richtung, d. h. in Fig. 1 von rechts her in den Schraubengang des Körpers C, denselben in umgekehrtem Sinne drehend.

Soll die Maschine nur in einem Sinne laufen, so fällt der zweite Drehschieber, beispielsweise n>', nebst Kanaly' fort und das Treibmittel tritt durch eine einfache öffnung im Gehäuse aus. Natürlich ist dann auch die zweite Absperrvorrichtung t' und der Drehschieber D überflüssig.

Beim Anlassen, wenn die Maschine ohne Expansion arbeiten soll, wird auch der Drehschieber t bezw. t' der Eintrittsseite geöffnet, so daß dann das Treibmittel ohne Benutzung der mit dem Schraubenkörper C verbundenen Drehschiebern bezw. w' in den Schraubengang treten kann.

Der Achsialschub kann bei dieser Maschine durch Anordnung eines rechtsgängigen und eines linksgängigen Schraubenkörpers auf der gleichen Welle, ähnlich wie bei Dampfturbinen vorgeschlagen, aufgehoben werden.

Claims (6)

Patent-An Sprüche:

1. Kraftmaschine mit schraubenförmigem Kolben und in die Schraubengänge eingreifenden Dichtungszähnen, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Steuerung des Treibmitteleintritts der Hohlraum (c), in dem sich der Kolben (C) dreht, an dem eine oder mehrere Öffnungen für den Eintritt des Treibmittels enthaltenden Ende durch eine Fläche begrenzt ist, auf der die entsprechend ausgebildete Endfläche des Schraubenganges schieberartig gleitet.

2. Ausführungsform der Kraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (c) auch an dem eine oder mehrere öffnungen' für den Austritt des Treibmittels enthaltenden Ende durch eine Fläche begrenzt ist, auf der die entsprechende Endfläche des Schraubenganges schieberartig gleitet, so daß schon bei einem nur einen einzigen Gang oder weniger besitzenden Schraubenkörper eine Expansionswirkung erzielt wird.

3. Ausführungsform der Kraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer größeren Expansionswirkung mit dem als Kolben wirkenden Schraubenkörper ein DrehsChieber (n>) verbunden ist, der den Eintritt des Treibmittels in den Schraubengang durch einen Kanal (y) vermittelt.

4. Ausführungsform der Kraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Maschinengehäuse noch ein besonderer Kanal (\) mit Absperrvorrichtung (t) vorgesehen ist, um z. B. beim Anlassen der Maschine das Treibmittel ohne Expansion wirken lassen zu können.

5. Ausführungsform der Kraftmaschine nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekenn-

zeichnet, daß zur Umsteuerung der Maschine an beiden Enden des Schraubenkörpers Drehschieber (w, w') mit diesem fest verbunden sind, die durch Kanäle (y bezw. y') den Eintritt des Treibmittels vermitteln, wobei der Austritt des Treibmittels teils durch die Drehschieber (n>, w'j, teils durch besonders absperrbare Kanäle (\ bezw. %') erfolgt.

6. Ausführungsform der Kraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsteuerung durch einen hohlen Drehschieber (D) erfolgt, dessen durch eine Scheidewand (p) voneinander getrennte Hohlräume (d, d'J je nach der Drehrichtung der Maschine mit den Zu- und Ableitungskanälen (q und u) für das Treibmittel verbunden werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.