DE30767C - Rotirende Maschine - Google Patents

Description

PATENTSCHRIFT

KLASSE S9: Pumpen.

Rotirende Maschine.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 8. Juli 1884 ab.

Die Erfindung betrifft eine Rotations-Dampfmaschine von grofsem Durchmesser, welche sich zur Erzeugung und.Uebertragung gröfserer Kräfte "bei langsamer Umdrehung eignet.

Die Maschine besteht aus dem Rotationsrad, dessen Umfang eine Rinne von halbkreisförmigem Profil bildet, und welches Rad in einem ringförmigen Gehäuse rotirt. Letzteres ist feststehend und der Radrinne entsprechend ebenfalls mit einer Rinne von halbkreisförmigem Profil versehen. Die beiden Rinnen bilden zusammen einen ringförmigen Dampfraum. Die Kolben sind in radialer Richtung, aus dem .Umfang¹ des Rades vorstehend, an demselben befestigt, so dafs dieselben mit dem Rad rotiren. Die dem Querschnitt des Dampfraumes entsprechenden Kolben sind verschiebbar in dem ringförmigen Gehäuse angebracht, so dafs dieselben einen dampfdichten Abschlufs des Dampfraumes bilden. Während der Verschiebung dieser Kolben wird der Dampf durch Schieber abgesperrt; die letzteren werden durch Daumen in Bewegung gesetzt, welche auf der Achse des Rotationsrades sitzen.

Es ist: . ^{; :} · -. ..·;■

Fig. ι die Maschine von oben gesehen, mit Horizontalschnitt durch das ringförmige Gehäuse, ! ' \ · .

Fig. 2 die Seitenansicht der Maschine,

Fig. 3 ein Längenschnitt und ;

Fig. 4 ein Querschnitt durch dieselbe.

Fig. 5 zeigt die zur Schieberbewegung dienenden Daumen und ■:·■;'

Fig. 6 die zur Bewegung der Schiebekolben dienende Kammscheibe.

Fig. 7 zeigt den Schieberkasten nebst Schiebekolben, die Dampfkammer und Dampfschieber von oben gesehen, mit den angrenzenden Theilen und mit theilweise abgenommenem Deckel,

Fig. 8 einen Querschnitt nach der Linie x-x der Fig. 7 durch den Schieberkasten, .

Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie %-$, Fig. 7, durch den Schieberkasten mit Steuerkolben und Dampfeinlafsventil und

Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie y-y; Fig. 7 und 9, durch "den Schieberkasten mit dem Dampfeinlafsventil und Schiebekolbcn.

Auf dem Gestell B ist die horizontale Welle A gelagert. Auf letzterer sitzt das Rotationsrad C mit der Rinne C¹ von halbkreisförmigem Profil. Dasselbe ist von dem ringförmigen Gehäuse D umschlossen, dessen Rinne -D¹ mit der Rinne C¹ des Rades zusammen einen ringförmigen Dampfraum bildet. Auf dem Rad C sind ein oder mehrere Kolben E befestigt, welche in die Rinne D¹ des Gehäuses dampfdicht passen. Diese Dichtung ist durch halbkreisförmig gebogene, um die Kolben gelegte Streifen E¹, Fig. 3, hergestellt. Die inneren Enden der Kolben gehen durch den Radkranz hindurch und sind durch Keile G² an demselben befestigt.

■·■ Einander gegenüber auf der Tischplatte B¹ des Gestelles B ruhend und mit derselben verbunden, sind die beiden Schieberkasten D² angeordnet. ^; ■■■;;■/. ·'.'■■■:■:■ - \S/^'"V-.,- V'"'^;v

Dieselben enthalten die Dampfkammer mit Dampfschieber, Dampf kanälen, Steuerkolben, Dampfeinlafsventil und Schiebekolben.

Zu jedem Schieberkasten führen die durch das Rohr F¹ mit dem Kessel in Verbindung stehenden Dampfrohre F. Jeder Schieberkasten enthält einen Raum D³, in welchem der Schiebekolben G horizontal und radial gegen das Rad C hin- und hergeschoben werden kann.

Dieser. Kolben besteht aus . einem Mittclstück G und einer oberen und unteren Deckplatte. Das innere Ende des Miuelstückes ist halbkreisförmig ausgeschnitten und in dieser Aushöhlung ist die von Dichtungsringen G^r>, Fig. 7, umgebene Scheibe G'¹ gelagert. Die Dichtungsringe haben auf ihren gegenüberliegenden Seiten vorstehende Lappen G", welche sich gegen die vorspringenden Schultern des Mittelstückes anlegen. Die Deckplatten sind mit dem MittelstUck vermittelst durchgehender Schraubenbolzen verbunden und die Scheibe G' ist zwischen den beiden Deckplatten durch einen starken Bolzen g" mit Kopf und Mutter gehalten, wie aus Fig. 3 und 7 ersichtlich ist. An den Deckplatten des Mittelstückes sind, den Lappen G^e der Dichtungs-ringe entsprechend, Schultern angebracht, so dafs die Form des inneren Endes des Schiebekolbens der Form der Radrinne C¹ angepafst ist und die Schultern der Deckplatten, sowie auch die Lappen G^β der Dichtungsringe sich an die zu beiden Seiten der Rinne C befindlichen Theile des Radumfanges des Rades C anlegen.

Auf den beiden Seitenflächen des Rades C sind Scheiben C⁴ befestigt, deren vorspringende Ränder in Aussparungen C⁵ des inneren Endes des Schieberkastens und des inneren Endes des Dichtungsstückes C\ Fig. 7, laufen.

Letzteres wird durch die Feder a* gegen die, Seite des Schicbekolbens G gedrückt, um dessen Dichtung mit der gegenüberliegenden Wand der Dampfkammer zu bewirken und Dampfveriuste zu verhindern. Die Ober- und Unterfläche des Schiebekolbens wird vermittelst; Packungen G² abgedichtet, welche in Schlitzen des Deckels und der Grundplatte des Schieberkastens eingelegt und vermittelst Schrauben G³, Fig. 3, gegen die betreffenden Flächen des Schiebekolbens geprefst werden.

, Das Gehäuse D hat vier Ausströmungsöffnungen α α und b b für den gebrauchten Dampf,'welche paarweise angeordnet sind, so' dafs die Ausströmungsöffnungen eines jeden Paares sich diametral gegenüberstehen.

Der einströmende Dampf gelangt durch die

Rohre F in die Kammer if, Fig. 7 und 8, welche einen Theil des Schieberkastens D² bildet und durch die Kanäle ce//', Fig. 8,

mit den beiden, den Dampf in das Innere des Gehäuses D führenden Kanälen g und g\. Fig. 3, communion.

In der Dampfkammer ist der Schieber d^l mittelst der Stange d'² verschiebbar angebracht, so dafs die Dampfeinströmung in den cylindrischen vertiealen Kanal e regulirt wird. Derselbe dient als Lager für den Steuerkolbcn H, welcher vermittelst der Stange H^] mit dem Arm P der horizontalen, mit der Seitenfläche des Gehäuses D parallel laufenden Welle / verbunden ist.

Von der Mitte des Kanals c geht ein Zweigkanal 1, Fig. f), nach dem Kanal /;, Fig. 7 und 9, welcher den Silz des Kolbenventils h^l bildet, das durch die Stange /1² mit dem Hebel /i.ⁿ verbunden ist. Letzterer ist drehbar an dem Ständer /1¹ des Schieberkastens montirt. Der Kanal Ii steht durch die Ocffnung ί in directer Verbindung mit dem Innern der Dampfkammer rf, wie Fig. 10 zeigt.

Jeder Schiebekolben G, Fig. 7, hat an seinem äufseren Ende einen seitlichen Arm J, welcher vermittelst einer Stange J¹ und eines Gelenkes J², Fig. i, mit dem Winkelhebcl MM², welcher die hin- und hergehende Bewegung des Schiebekolbens bewirkt, in Verbindung steht.

Die Schieberstangen d² sind mit ihren Enden, wie Fig. ι zeigt, mit Hebeln K verbunden, welche drehbar an den Lagern /C¹ befestigt sind. Dieselben sind so auf der Platte B¹ des Gestelles befestigt, dafs die Hebel K die Daumen Ar und Ĺ der lose auf der Welle A sitzenden Hülse L berühren. Diese Hülse hat in ihrer inneren Wandung auf Y₃ ihres Umfanges eine Nuth L¹, Fig. 4, in welche ein aus der Welle vorspringender Zapfen L², Fig. 5, pafst, durch welchen die Hülse L nach' der einen oder anderen Richtung von der Welle A mitgenommen wird. ■

Beim Umsteuern mufs sich demnach die Welle A um ein Drittel ihres Umfanges drehen, ehe die Stellung der Hülse und mit ihr diejenige des Dampfschiebers d sich verändern kann.

Die Anzahl der Daumen k, ebenso wie diejenige der Daumen k¹ ist gleich der Anzahl der rotirenden Kolben.

Die Winkelhebel M für die Bewegung der Schiebekolben G sind drehbar an den Trägern Af¹ befestigt. Die Schenkel JV/² dieser Hebel sind mit ihren geraden Bahnen gegen die Hülse N gerichtet, welche sich mit der Welle A dreht und auf derselben der Länge nach verschiebbar ist.

• An einem Ende dieser Hülse N, Fig. ι und 6, sitzen die drei Daumen n, am entgegengesetzten Ende dagegen die Kammscheibe N¹ mit den drei Kämmen n¹ auf ihrer inneren Fläche. Die Daumen n, ebenso wie die Kämme η ¹^ sitzen in gleichen Abständen von einander.

lc nachdem die Hübe N nach ,einwärts oder nach auswärts auf der Welle A verschoben wird, wirken die Kämmen¹ oder dw Daumen η auf die Winkelhebel M in der .einen oder in der. entgegengesetzten Richtung. Im. ersteren Falle drücken die Kämme η¹ auf die äußere Flüche der aufseren Schenkel M ~ 'dieser Hebel und im zweiten Falle die Daumen «auf die innere Fläche der inneren

Schenkel M². .

Vermittelst der Federn m, welche an der Platte B¹ der Maschine befestigt sind, wird die Berührung der Daumen κ und Kämme«¹ mit den Schenkeln M'- der Winkelhebel gesichert. Die aufseren. Federn mj bewirken die Berührung· der aufseren Schenkel mit den Daumen n\ die inneren Federn »»■ dagegen die Berührung der inneren Schenkel mit den Daumen n.

Auf der Hülse N ist eine Nuth ο angeordnet, in· welche die Gabel O¹ eines Hebels O einseift welcher drehbar an einem auf dem La^er der Welle A befestigten Träger befestigt istfso dafs durch die Drehung des Hebels die Hülse N nach der einen oder der anderen Richtung verschoben werden kann, so dafs entweder die Daumen η oder.die Kämme n^l aut die Schenkel Mr der Winkellicbel M wirken. Der obere Theil des Hebels O ist durch das Gelenk P¹ mit dem Arm P verbunden, welcher auf der schon erwähnten horizontalen Welle I sitzt, die durch Arme I¹ mit den Steuerkolben in Verbindung steht.

An den beiden Rändern des inneren Um-. fences des Gehäuses D neben der Rinne D sind Nuthen Q, Fig. ι und 4, eingedreht, in welchen die Dichtungsringe R liegen, welche durch Schrauben S gegen die Flantschen des Rotationsrades C geprefst werden und die Dichtung des ringförmigen Dampfraumes auf dessen ganzem Umfange nach aufsen herstellen.

Die .Maschine arbeitet wie folgt: .·■■■ Der Dampf tritt durch die Rohre F in die Dampfkammer d und durch die vom Schieber d^l nicht überdeckte Ocffnung c, Fig. 7, , ■ in den Kanal c, aus letzterem aber entweder durch den oberen Kanal / oder den unteren Kanal/¹ durch die Räume g oder g^x in den ringförmigen Dampfraum, je nachdem der. Ventilkolben H nach oben oder unten ab-^! schliefst. Tritt der Dampf durch fg in den Dampfraum ein, so dreht sich das Rad C nach , der Richtung des Pfeiles s\ Fig. 3V ^{tritt de}/ Dampf dagegen durch f^lg^l in den Dampf-: raum, so findet die Drehung des Rades nach der entgegengesetzten Richtung (s. Pfeil .WV Fi". 3) statt. Im ersteren Falle drückt der Dampf auf die obere Fläche des rechten Schiebe-! kolbens G und auf die. untere Fläche des linken Schiebekolbens. Im zweiten Falle da-; "cgen drückt der Dampf auf die .untere Fläche, des rechts liegenden Schiebekolbens und auf die obere Fläche des links liegenden Kolbens, wie Fig. \ zeigt. Jeder der beiden Schießkolben G bewegt sich während einer Umdrehung des Rades C dreimal vor und zurück, um jeden einzelnen der drei rotirenden Kolben E vorbei zu lassen und hinter demselben den ringförmigen Dampfraum wieder abzudichten. Durch die Daumen k und k^l werden die Schieber d^y während einer Umdrehung der Welle dreimal hin- und zurückbewegt, den Dampf abwechselnd einlassend und. abschneidend.

Soll die Maschine in der Richtung des Pfeiles w, Fig. 3, rotiren, so dreht man den Hebel O nach auswärts, d. h. von dem Gehäuse D hinweg, wodurch die Welle / so 'gedreht wird, dafs der Arm P sich nach aufwärts dreht und den Steuerkolben H hebt. Hierdurch wird aber die Communication des Dampfes mit dem oberen Kanal/ und Raum g abgesperrt, wie Fig. 8 zeigt, dagegen diejenige mit Kanal/¹ und Raum g' geöffnet. Derauf der gegenüberliegenden Seite des Radumfanges befindliche Steuerkolben H mufs die entgegengesetzte Bewegung machen, d.h. wenn die Maschine nach der Richtung des Pfeiles w '. laufen soll, sich nach abwärts bewegen, damit der Dampf, durch die oberen Kanäle fg eintretend, auf die gleichen Flächen der Kolben E treibend einwirkt, auf welche der von der anderen Seite des Rades einströmende Dampf drückt Zu diesem Zwecke sitzen auf der horizontalen Welle/ zwei Arme /', und zwar, wie in Fig. 1, ein langer Arm rechts und ein kurzer Arm links. Während der erstere direct auf die StangeH¹, Fig. 8, des rechts liegenden Steuerkolbens H wirkt, ist der zweite Arm 1 durch einen zweiarmigen Hebel J⁴, in Fig. 4 punktirt gezeichnet, mit der Stange des linken Steuerkolbens verbunden, wodurch derselbe nach der entgegengesetzten Richtung wie der rechte Steuerkolben bewegt wird.

Dreht sich das Rad nach der Richtung des Pfeiles s\ so findet die Ausströmung des Dampfes durch die beiden Öffnungen .a a statt· erfolgt aber die Drehung nach der Richtun" des Pfeiles w, so bleiben die Öffnungen α α abgesperrt, wahrend dann die Oeffnun^en bb für die Ausströmung dienen.

Gleichzeitig mit der Verstellung der Steuerkolben H durch Hebel O findet auch die Verschiebung der Hülse N auf der Welle A statt, so dafs, wenn die Maschine nach der Richtung des Pfeiles w laufen soll, die Bewegung der Schiebekolben G nicht mehr durch die Daumen n, sondern durch die nach der entgegengesetzten Richtung sich drehenden Kämme η bewerkstelligt wird. ' _ .

Da beim Umsteuern die Tnebwelle A wahrend V₃ Umdrehung die lose Hülse L¹. mit den Daumen k k¹ nicht mitnehmen kann, mithin die Schieber d^l während dieser Zeit den

Dampf absperren, so ist ein besonderes Dampfeinlaisventil Λ"¹ in dem Kanal /;, Fig 7, 9 und 10, angeordnet j welcher letztere durch den Kanal 1 mit den Kanälen c und/ oder/¹, durch, die Oeffnung f, Fig. to, aber mit 'der Dampfkammer d communion. Durch diese OerTnung t kann mithin der Dampf je nach der Stellung der Steuerkolben H über oder unter den Schiebckolben G eingelassen wer-.den-, sobald die Hebel h^s in die Höhe und hierdurch die Ventile /1¹ von ihrem Sitz gehoben werden, wie Fig. ι ο zeigt.

Sobald die Hülse L wieder von der Welle durch den Anschlag des Zapfens Lr mitgenommen wird, werden auch die Schieber d¹ ihre normale Bewegung wieder fortsetzen.

Aus obigem geht hervor, dafs beim Umsteuern dieser Maschine nicht allein die Steucrkolbcn ihre Stellung wechseln, sondern auch die Dampfwege für den einströmenden Dampf wechseln.

Soll eine mit drei Kolben versehene Maschine nur nach einer und derselben Richtung rotiren, so sind nur zwei sich diametral gegenüberstehende Dampf - Ausströmungsöffnungen an dem oberen und unteren Theil des ringförmigen Dampfraumes erforderlich.

Claims (5)

Patent-Ansprüche: An der in Fig. 1 bis 10 dargestellten Rotations-Dampfmaschine:

1. die zur hin- und hergehenden Bewegung . der Schiebekolben G dienenden federnden Winkelhebel M mit den Schenkeln M² in Verbindung mit der auf der Welle A verschiebbaren rotircndcn Hülse JV mit den Daumen η und Kämmen n^l, -weiche, je nachdem die Welle rechts oder links läuft, von der einen oder anderen Seite auf die Schenkel M² der Winkelhebel M- einwirken;

2. die durch die Arme 7¹ mit der Welle I und dem Hebel P verbundenen Steuerkolben H in Verbindung mit der auf der Welle A verschiebbaren Hülse N, wodurch beim Umsteuern gleichzeitig mit den nach entgegengesetzten Richtungen stattfindenden Bewegungen der Steuerkolben die Verschiebung der Hülse erfolgt;

3. die zur Bewegung der Dampfschieber d¹ dienende Vorrichtung, bestehend aus einer lose auf der Welle A sitzenden und durch den in eine Nuth L¹ eingreifenden Zapfen L^a mitgenommenen Hülse L mit Daumen k k^l in Verbindung mit den Hebeln K und Schieberstangen if²;

4. die Einrichtung eines Dampfeinlafsventils ft¹ in dem Kanal /;, durch welches, wenn beim Umsteuern der Maschine der Dampfschieber auf dem todten Punkt steht, Dampf durch die Kanüle t i ef oder f¹ in den ringförmigen Dampfcylindcr eingelassen wird;

5. die Schieberkästen D² mit den Kammern d in Verbindung mit den Stcuerkolben H und Kanälen//¹, welche zu dem ringförmigen Dampfcylindcr auf die obere oder untere Seite der Schiebekolben G führen:

in Verbindung mit einander.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.