DE29950C - Rotirende Maschine resp. Gasmotor - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 10: Pumpen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 4. April 1884 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Construction von Rotationsmotoren, in welchen der Dampf expandirend wirkt.

Fig. ι der beiliegenden Zeichnung stellt die Construction in Seitenansicht dar.

Fig. 2 zeigt einen Grundrifs mit Cylinder im Schnitt.

Fig. 3 ist eine Endansicht ohne Cylinderdeckel;

Fig. 4 eine Ansicht des Cylinderdeckels, wobei der Schieberkastendeckel entfernt ist;

Fig. 5 ein Schnitt des Cylinders nach der Linie a-a der Fig. 4.

Fig. 6 und 7 stellen einen Längenschnitt und eine Endansicht des Kolbens dar.

Fig. 8 ist eine Seitenansicht des den Kolben umfassenden Ringes oder Cylinders.

Fig. 9 ein Schnitt desselben nach der Linie ■b-b, Fig. 8.

Fig. 10, 11, 12 und 13 sind verschiedene Ansichten des Rotationsschiebers.

Fig. 14 ist ein Schnitt eines Cylinders für einen Motor, der in beiden Richtungen arbeitet (reversirender Motor);

;Fig. 14a der Schnitt eines Theiles des Deckels und des Kolbenringes mit Liderungseinsätzen;

Fig. 15 eine Endansicht des Deckels mit offenem Schieberkasten;

Fig. 16 ein Schnitt des Cylinders als Gaskraftmaschine eingerichtet;

Fig. 17 eine Seitenansicht des Rotations-Gasschiebers.

Fig. 18 und 19 stellen eine End- und Seitenansicht der Maschine als hydraulische Maschine oder Pumpe eingerichtet dar.

In Fig. ι bis 13 ist ein einfach wirkender Rotationsmotor mit Expansivwirkung dargestellt, entweder mit Dampf oder mit Luft arbeitend. A ist der Cylinder, der auf dem hohlen Gufsstück A' aufsitzt, welches mit dem Fundament A* verbunden ist. A¹² trägt ferner zwei Ständer A³ mit den Lagern für die Welle A*; auf letzterer sitzt die Riemscheibe A⁵ und das Schwungrad A*.

Auf dem hinteren Cylinderdeckels⁷ ist der Schieberkasten A" mit Deckel A³ angebracht. A^w ist der Einlafsstutzen für den Dampf oder die Luft in Verbindung mit dem Einlafskanal B, B¹ ist der Ausblasekanal, wovon ersterer nach dem Schieberkasten A^s führt, und letzterer, auf dem Deckel A¹ angebracht, mit dem Cylinder A communicirt.

Der vordere Cylinderdeckel ist mit Stopfbüchse A™ und Dichtungsring A^li versehen.

Der Kolben C, Fig. 5 und 6, ist auf der Welle Aⁱ fest angebracht und mit einer Nuth am Ende und an beiden Seiten versehen, in welchen Metallliderungsstücke C¹ sich befinden, die durch Schraubenfeder C³ nach auswärts geprefst werden, um dadurch einen dampfdichten Verschlufs mit dem Cylinder herzustellen. Die eine Seitenfläche C³ des Kolbens ist eben, während die andere Seite C* etwas ausgehöhlt ist, so dafs die Dicke des Theiles, der durch den Ring D geht, in den verschiedenen gegensei-

tigen Stellungen der beiden Theile annähernd dieselbe bleibt. Der Ring oder Cylinder D, Fig. 8 und 9, ist federnd in die ringförmigen Nuthen-Z? \ Fig. 5, der Cylinderdeckel eingeprefst, und sind in dessen Enden Metallliderungsringe Z?² eingesetzt, welche dampfdichten Verschlufs mit den Nuthen bewirken. Unten am Cylinder ist ein Metallliderungsstück Z>³, Fig. 14 und 16, eingesetzt, auf welchem der Ring D aufliegt, das durch Federn Z?⁴ in die Höhe geprefst wird, um auch dadurch einen dampfdichten Verschlufs zu erzielen. Ferner ist der Schlitz des Ringes, durch welchen der Kolben geht, auf der hinteren Seite mit einer Nuth und einem Dichtungsstück D ⁵ versehen, das durch Feder D⁶ gegen den Kolben geprefst wird.

An der vorderen Seite des Schlitzes ist eine Frictionsrolle £>^r angebracht. Ferner sind am Cylinderdeckel innerhalb des Ringes Knaggen K eingelassen und durch Schrauben K¹ stellbar befestigt, so dafs dieselben als Stützen gegen den äufseren Dampfdruck dienen.

Der Rotationsschieber E, Fig. 10, 11, 12 und 13 , ist mit Nuthen Z?¹ versehen, in welche Stifte von der Welle A* eingreifen, wodurch letztere dem Schieber ihre Drehung mittheilt. Der Schieber hat eine Oeifnung Z?² und ist mit einem Ringe Zi³ versehen, der wie bei Fig. 12 diagonal in zwei Theile getheilt ist. Der eine Theil des Ringes ist fest in seiner Nuth, während der andere sich derart verschieben und mit Schrauben E¹ befestigen läfst, dafs dadurch die Oeffnung Zi² vergröfsert oder verkleinert werden kann.

Zi⁵ ist ein Regulator, bei Zi⁶ drehbar auf dem Schieber angebracht und durch die Spiralfeder E¹ gehalten. Der Schieber arbeitet mit seiner cylindrischen Fläche auf dem Spiegel Z?⁴ des Schieberkastens und mit seiner Rückfläche dampfdicht auf dem Cylinderdeckel, um das Entweichen des Dampfes vom Schieberkasten nach dem Cylinder durch das Wellenlager zu verhüten.

In Fig. 14 sind die nöthigen Theile angedeutet, welche an der eben beschriebenen Maschine weiter anzubringen sind, um sie doppelt wirkend, d. h. nach beiden Richtungen drehbar zu machen.

Dieselben Buchstaben bezeichnen dieselben Theile. F ist ein Schieber in dem Schieber¹ kasten Ζ*¹' und vermittelst der Stange F³, sowie des Hebels F² bewegbar. G ist der Dampfeinlafsstutzen und G¹ der obere Exhaustkanal. G² und G³ sind Kanäle, welche von den Oeffnungen im Schieberkasten nach den Einlafs- und Exhaustkanälen führen, die unten am Cylinder angebracht sind und mit dem Innern des Cylinders mittelst einer Reihe von Oeffnungen Z?² und Zi³ communiciren.

Der Dampf kann entweder direct vom Dampfkessel durch G, G* und G³ in den Cylinder strömen, wenn derselbe nicht expandiren soll, oder es wird im anderen Falle der Schieberkasten A^s, Fig. 5, mit dem Schieberkasten F' durch einen Kanal verbunden, so dafs der Dampf erst von A ⁸ durch den Expansionsschieber E nach dem Schieberkasten Z*"¹ gelangt.

Der Ring JD mufs für eine doppelt wirkende Maschine an beiden Seiten des Schlitzes mit den Metalldichtungen Z>⁵ und Federn Z?⁶ versehen sein, um auf beiden Seiten einen dampfdichten Verschlufs mit dem Kolben zu bewirken.

Bei Fig. 14 a sind die vorher erwähnten Knaggen K, sowie der Dichtungsring Z?² des Ringes D angedeutet.

Fig. 15, 16 und 17 zeigen die nöthigen Modificationen, um mit der Maschine als Gasmotor zu arbeiten. Zu diesem Zweck hat der Kanal H, Fig. 17, des Schiebers E keine Seitenöffnung, wie oben beschrieben, sondern bildet nur eine Vertiefung. Die anderen Kanäle bleiben dagegen unverändert. Das Gasspeiserohr H¹ und Luftrohr H ² · sind wie angedeutet angebracht. Eine Gasflamme H³ ist der Oeifnung Br gegenüber angeordnet und kann durch ein Ventil Z/^? regulirt werden, welches an einem Stift drehbar in einer Vertiefung des Cylinders A angebracht ist. Es wird dieses Ventil durch einen im Kolben C befindlichen Stift Z/⁶ geöffnet, der von einer Feder Z7^r vorgeschoben wird, wenn der Kolben bei seiner Drehung in die angedeutete Stellung kommt.

Der Kanal L dient zum Durchflufs von kaltem Wasser zur Abkühlung des Cylinders, indem das Wasser bei Z¹ einfliefst und bei Z² abfliefst.

In Fig. 16 sind statt der früheren Knaggen K Frictionsrollen Z³ an verstellbaren Platten Z⁴ angebracht, indem die Rollen sich gegen die innere Fläche des Cylinders D anlegen.

Bei der in den Fig. 18 und 19 angedeuteten Modification für hydraulische Maschinen und Pumpen ist die Construction im allgemeinen dieselbe wie bei der einfach wirkenden Maschine, nur sind hier Schieber E und Schieberkasten weggelassen und die Zuführungs- und Auslafskanäle B und B' einfach mit Stutzen versehen, welche mit dem Wasserdruck- und mit dem Abflufskanal bezw. mit dem Saug- und Steigerohr der Pumpe in Verbindung stehen.

Die Wirkungsweise der einfach wirkenden Maschine, Fig. 1 bis 13, ist wie folgt:

Dampf oder heifse Luft tritt durch A¹⁰ in den Schieberkasten A^s, von wo dieselben durch

Kanal· E^r des Schiebers E Und durch Kanal B in den Cylinder A gelangen und den Kolben C vorwärts treiben, bis der Schieber den Zuflufs durch B abschneidet und die Weiterbewegung des Kolbens durch Expansion des Dampfes geschieht. Der Kolben nimmt bei seiner Drehung den Ring D mit, bis Can dem Ausblasekanal B^s vorbeigeht, worauf der Dampf durch diesen entweicht.

Bei der Weiterbewegung des Kolbens C tritt wieder Dampf hinter denselben durch 2? ein, und es erfolgt nun eine weitere .Rotation.

Bei einer gewissen Rotationsgeschwindigkeit des Schiebers verursacht die Schwungkraft, dafs der Regulator E⁵ sich mehr oder weniger nach aufsen zu bewegt und somit den Schieberkanal E¹ mehr oder Weniger zudeckt.

Die Wirkungsweise der doppelt wirkenden Maschine ist dieselbe, wie eben beschrieben, nur dafs hierbei, wenn der Kolben C sich nach rechts herumdrehen soll, der Schieber F nach links bewegt wird, so dafs der Dampf durch die Kanäle G¹ und B in den Cylinder tritt, während die Kanäle B¹ und G³ durch die Schieberhöhlung mit dem Ausblasekanäl G^[ in Verbindung treten; soll aber C sich links herumdrehen, so bewegt sich der Schieber nach rechts, um die Verbindungen in umgekehrter. Weise herzustellen. An Stelle des Schiebers F könnte ein Vierweghahn in bekannter Art in Verbindung mit den Kanälen GG¹ G" G³ angebracht werden.

Man kann auch zwei solcher Maschinen zu einer Compound-Maschine combiniren, derart, dafs der Exhaustdampf von der einen Maschine nach dem Schieberkasten der zweiten Maschine geleitet wird, um daselbst weiter zu expandiren. Selbstverständlich ist dann der zweite oder Niederdruckcylinder von gröfseren Dimensionen als der erste oder Hochdruckcylinder herzustellen, wie dies bei gewöhnlichen Compound-Maschinen geschieht.

Bei Verwendung der Maschine als Gasmotor, Fig. 15, 16 und 17, werden Gas und Luft in den nöthigen Volum enverhältnissen durch die Rohre H¹ und H² in die Höhlung H des Rotationsschiebers i? eingelassen und von dort durch Kanal B und Oeffnungen B² in den Cylinder geführt, woselbst das Gemenge den Raum hinter dem nach rechts herum rotirenden Kolben C anfüllt. . .

Wie in Fig. 16 angedeutet, ist eine Gasflamme H³ der Oeffnung H¹ gegenüber angeordnet, welche Oeflhung' durch eine in eine Vertiefung des Cylinders drehbar an einem Stift angebrachte Ventilplatte H^b geschlossen ist, indem die Platte durch eine Feder an die Oeffnung gedrückt wird. Wenn nun der Kolben in seiner Drehung von links nach rechts in die angedeutete Stellung gelangt, wobei hinter demselben eine explosible Ladung eingetreten ist, so drückt ein in dem Kolben befindlicher Stift H*, der von einer Feder If vorgeschoben wird, den Schwanz der Ventilplätte herunter und hebt somit die'Platte von dem Kanal H¹ ab. Alsdann tritt die Flamme JI⁵ durch den Kanal und entzündet die Ladung, und der hierdurch erzeugte Druck der Gase auf die Platte bewirkt den Abschlufs des Kanals.

Soll die Maschine zum Arbeiten in umgekehrter Weise eingerichtet werden, so mufs die Zündvorrichtung H³ H* H* auch auf der linken Seite angebracht sein. Es mufs alsdann die Verbindung des Rotationsschiebers E mit den Kanälen B B¹, sowie der letzteren mit der freien Luft vermittelst Einschaltung eines Vertheilungsschiebers, ähnlich wie F, oder eines Vierweghahnes derart hergestellt werden, dafs die Ladung auch durch B^x eingeführt werden kann und die Verbrennungsgase durch B entweichen.

Bei Anwendung der Maschine als hydraulischer Motor, Fig. 18 und 19, wird der Wasserdruck einfach durch den Stutzen B in den Cylinder gelassen, um den Kolben herumzutreiben, bis dieser den Auslafskanal B¹ öffnet und das Wasser entweicht.

Soll die Maschine doppelt wirkend sein, so müssen die Kanäle B B¹ mit dem Wasserdruckrohr und dem Auslafskanal durch einen Vierweghahn derart in' Verbindung gesetzt werden, dafs der Wasserdruck entweder durch Kanal B oder B¹ eingelassen und durch den anderen abgelassen werden kann.

Soll endlich die Maschine als Pumpe benutzt werden, so ist bei" letztbeschriebener Construction einfach die Welle A⁴ mit einem beliebigen Motor verbunden, so dafs durch die Drehung des Kolbens die zu hebende Flüssigkeit durch den Kanal B angesaugt und durch B¹ ausgetrieben wird.

Claims (3)

Patent-AnSprüche: An einer Rotationsmaschine vereinigt:

1. Die Anordnung des Rotationsschiebers E, dessen cylindrische Mantelfläche an dem Spiegel des Einläfskanals B anliegt und durch Kanal E³ den Dampfzutritt zu demselben gewährt, Fig. 4 und 5.

2. Die Combination des Kolbens C von variirender Dicke mit dem Ringe D, durch dessen Spalte der Kolben hindurchgeht, indem die Spalte durch die variirende Dicke des Kolbens in jeder Stellung annähernd ausgefüllt wird.

3. In Verbindung mit dem Rotationsschieber E die Anordnung eines Regulators E⁵, Fig. 11 und 13, derart durch eine Schraubenfeder E¹ gehalten, dafs durch die gröfsere oder ge-

. ringere Schwungkraft der Regulator sich

mehr oder weniger nach- auswärts dreht und somit die Einlafsöffnung Έ² des Schiebers mehr oder weniger schliefst.
Die Combination des Rotationsschiebers E, Fig. 15 bis 17, und der Gas- und Lufteinlafskanäle H¹ und B² mit Kolben C, Ring D, Zündflamme IP, Oeffnung ZT⁴, Ventil H*, Stift IT⁶ und Feder H\ behufs der Einführung und Entzündung einer explosiven Ladung in dem Cylinder A, um die vorstehende Maschine als Gasmotor benutzen zu können.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.

BERLIN. GEDRUCKT IN DER REICHSDRUCKEREI.