DE33087C - Kapselräderwerk - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Fig. ι zeigt das Innere einer Rotationsmaschine nach dem System des Erfinders, und ist diese Ansicht ein nach der Linie Z-Z durch die Fig. 6 genommener Schnitt; die genannte Figur zeigt auch die Maschine in jener Position, in welcher die Füllung des Kanals L mit Expansionsdampf am geeignetsten vor sich geht.

Fig. 2 ist die obere Ansicht der Maschine. Die Zahnräder C C, Fig. 6, sind hier von den Wellen α α abgenommen. / und 7¹ sind die Dampfeinströmungsröhren, während die Röhren P P zur Aufnahme desjenigen Dampfes dienen, welcher in die Kanäle N¹ zum Gegendruck gegen den auf die Widerlagerscheibe wirkenden äufseren Druck geleitet wird.

Fig. 3 ist ein Schnitt nach V-V der Fig. 6 und zeigt gleichzeitig die zur Inbetriebsetzung der Maschine geeignetste Stellung an.

Fig. 4 ist ein Durchschnitt der Fig. 3 in der Richtung X-X und zeigt die Widerlagerscheibe B, den durch Bolzen befestigten Ring k und den Cylinderkopf D im Schnitt.

Fig. 5 ist ein Schnitt durch die Widerlagerscheibe B in der Richtung X¹-^¹ der Fig. 3.

Fig. 6 ist ein Schnitt in der' Richtung y -y durch die Fig. 3 und zeigt die Stellung der Kolbenscheibe A und der Widerlagerscheibe B mit den zugehörigen Wellen a a, auf welch letzteren die mit einander in Eingriff stehenden Zahnräder C C befestigt sind, während die Antriebsscheibe auf dem entgegengesetzten Ende der Kolbenwelle angeordnet ist.

Fig. 7 zeigt eine perspectivische Ansicht der Kolbenscheibe A und des an derselben angeordneten Kopfes A¹.

Fig. 8 ist ein Schnitt durch die Kolbenscheibe A und durch deren Kopf A¹ in der Richtung y¹ -y^x der Fig. 7.

Fig. 9 stellt einen Theil des CylinderbodensD³ mit dem Dampfkanal H, nach der Richtung X²-X^% der Fig. 1 geschnitten, dar.

Fig. ι ο zeigt einen Theil des Ringes K.

Der Cylindermantel, welcher zur Aufnahme der Kolbenscheibe A und der Widerlagerscheibe B dient, bildet im Innern keine kreisrunde Fläche, sondern er besteht vielmehr aus zwei in einander laufenden Kreissegmenten, in welchen die durch Zahnräder C C in Rotation versetzten Kolben und Widerlagerscheiben derart angeordnet sind, dafs die Kolbenscheibe A stets in der an der Peripherie der Widerlagerscheibe B befindlichen Aussparungsnuth B¹ geführt wird. , ■ .

Da jedoch die Kolbenscheibe in dieser Nuthß¹ nur zwischen den beiden mit Dⁱ, Fig. 3, bezeichneten Theilen des Cylinders geführt wird, so würde es dem Dampfe leicht möglich sein, bei den beiden scharfen Ecken D⁴ in jenen Theil des Cylinders zu gelangen, in welchem die Widerlagerscheibe B läuft; um dies zu verhüten und auch um der Widerlagerscheibe bei ihrer Rotation eine stabile Führung zu geben, ist ein sogenannter todter Ring if, Fig. 4 und 10, mit Schraubenbolzen an dem Cylindermantel festgeschraubt, und dieser Ring füllt jenen Umfang der Nuth B der Widerlagerscheibe aus, welcher von der Kolbenscheibe A nicht berührt wird.

. Um den in dem ringförmigen Kanal E laufenden Kolbenkopf A¹ an der Widerlagerscheibe B vorbeigehen zu lassen, ist an dieser letzteren

eine Aussparung J3² angeordnet, in welch letztere sich der Kolbenkopf bei der Rotation der Scheibe einlegt. Kopf A¹ und Aussparung B ² begegnen sich, da sie gleiche Rotationsgeschwindigkeit und gleichen Umfang haben, stets zu gleicher Zeit und am gleichen Punkte, d. h. zwischen den beiden Wellen α α und in der Ebene yy der Fig. 3.

Die Anordnung des Doppel-Cylinders macht es selbstverständlich, dafs ein Theil der Kolbenscheibe A in das nebenbefindliche, zur Widerlagerscheibe gehörige Cylindersegment hineinragt, und umgekehrt; ein Theil der Widerlagerscheibe läuft in dem zur Kolbenscheibe gehörigen Cylindersegment.

Sowohl der Cylinderboden D ² als auch der Cylinderdeckel D¹ des zur Kolbenscheibe A gehörigen Cylindersegments sind mit je einer Verstärkung D³ versehen, welche bis zur Kolbenscheibe A reichen, und lassen der letzteren nur den zur freien Bewegung nöthigen Spielraum.

Zwischen den zum Cylinder concentrisch angeordneten Verstärkungen D³ einerseits und dem Cylindermantel D andererseits, also in dem durch diese beiden gebildeten Kanal E, bewegt sich der Kopf A¹ der Kolbenscheibe A.

Dadurch, dafs dem im Kanal E auf den Kolbenkopf A¹ wirkenden Expansionsdampfe kein anderer Angriffspunkt geboten wird, als eben nur der Kopf A¹, und nur nachdem dem Dampfe nur eine Wirkungsrichtung, und zwar die Drehrichtung des Kolbens Α^λ, gegeben ist. kann das Gleichgewicht des Kolbens und der Kolbenscheibe in keiner Weise gestört werden.

Die Dampfeinströmungsöffnungen ff Fig. 3 und 6, welche durch Röhren mit dem Dampfkessel in Verbindung stehen, sind im Cylinderboden und im Cylinderdeckel des Kolbencylinders so angeordnet, dafs dieselben die concentrischen Aussparungen G der Scheibe A, Fig. .6 und 7, treffen.

Die an beiden Seiten der Kolbenscheibe A angeordneten Aussparungen G dienen als Dampfkanäle und sollen bezwecken, in bestimmten Zeitintervallen eine Verbindung der Einströmungsöffnung/ mit dem in der Verstärkung D³ des Cylinderbodens angeordneten Kanal H, Fig. 3 und 9, herzustellen. Der aus dem Kessel kommende Dampf wird demnach die Rohre I und /', Fig. 2, die verticalen Kanäle ff und die mit diesen letzteren in Verbindung stehenden horizontalen Kanäle f^lf^l passiren, aus welchen Kanälen der Dampf so oft, durch die Aussparungen G der Scheibe A und durch den Kanal H der Verstärkung Z)³ strömend, hinter den Kolbenkopf A¹ treten wird, als diese Aussparungen G bei der Rotation der Scheibe A eine Communication von f und H herstellen, Fig. ι und 3.

Die in Fig. 3 gezeichnete Stellung des Dampfkolbens ist die Anfangsstellung desselben und ermöglicht, den Dampf von der Einströmungsöffnung _/_/ auf dem eben beschriebenen Wege hinter den Kolben A¹ gelangen zu lassen und denselben in der Pfeilrichtung vorwärts zu treiben.

Sobald der Kolben eine Umdrehung vollendet hat, also noch bevor der frische Dampf in den Cylinder eintritt, wird der gebrauchte Dampf nicht der Ausströmungsöffnung zugeführt, sondern zur vollständigen Ausnutzung in den Kanal L geleitet, dessen Austrittsmündung gerade an jener Stelle gelegen ist, an welcher sich Kolben ^¹ und Aussparung J3² begegnen, also genau zwischen den beiden Wellen a.a und in der Richtung der Linie y -y.

Diese Aussparung B ² ist gröfser gehaltfin als der Kolben A¹, so dafs die Seitenwände der Aussparung beim Durchgehen des Kolbens von diesem letzteren nicht berührt werden, zu dem Zweck, einem Theile des schon gebrauchten Dampfes den Eintritt in die Aussparung B² leicht zu gestatten, von wo der Dampf in den Raum L¹, Fig. 3, gelangt; dies geschieht kurz vor dem Einströmen des frischen Dampfes in denselben Raum, so dafs nun sowohl ein Theil des schon gebrauchten Dampfes, als auch der frische Dampf zum Antrieb des Kolbens verwendet wird.

Die Hauptsache besteht also darin, dafs auch der schon expandirt habende Dampf zum Theil zum Treiben des Kolbens verwendet wird. Dafs hierdurch die Hälfte des Dampfes und demzufolge auch sehr viel Brennmaterial erspart wird, ist einleuchtend, denn angenommen, der in den Cylinder einströmende frische Dampf würde einem Drucke von 80 Pfund entsprechen und man würde die Dampfeinströmung bei halbem Hube des Kolbens abschliefsen, so würde der in den Raum L¹ gelangte Expansionsdampf einen Druck von 40 Pfund repräsentiren; es bedarf also statt des vollen 80 Pfund-Dampfdruckes, welcher erforderlich wäre, wenn der Expansionsdampf sofort aus den Ausströmungsöffnungen entweichen würde, nur noch einer Einströmung frischen Dampfes von blos 40 Pfund, um die zum Treiben des Kolbens nöthige Dampfspannung zu erzielen..

Während, wie beschrieben, ein Theil des expandirten Dampfes in den Räum L¹, Fig. 3, gelangt, nimmt der in die Aussparung 5² gelangte andere Theil desselben seinen Weg durch die beiden in B² mündenden Kanäle R und gelangt so in den Hohlraum Q., welch letzterer zwischen der im Innern des Mantelcylinders angeordneten Nabe O und der zur Widerlagerscheibe gehörigen Nabe B^s liegt.

Der in Q. einströmende Dampf dient dazu, dem auf die Widerlagerscheibe radial wirkenden Drucke des Expansionsdampfes entgegen

zu wirken und dadurch jede überflüssige Reibung zwischen der Widerlagerwelle α und ihren Lagern zu vermeiden.

In dem Augenblicke, wo der Kolben A¹ die Aussparung B ² passirt hat, tritt der frische Dampf in E ein, gleichzeitig strömt er in das in den Raum E mündende Rohr P, Fig. 2 und 3, und gelangt in einen zwischen der äufseren Peripherie der Nabe O und der Widerlagerscheibe B liegenden hohlen Raum N¹, Fig. ι und 3. Der hier einströmende Dampf hat den Zweck, den im Räume E ausgeübten Seitendruck des eintretenden frischen Dampfes auf die Widerlagerscheibenwelle auszugleichen; dies geschieht dadurch, dafs der Dampf in N¹ die Widerlagerscheibe von der Nabe O in Richtung des Raumes E drückt, also gerade entgegengesetzt jenes Seitendruckes im Räume E, welcher von dem einströmenden Dampf ausgeübt wird.

Gleichzeitig bei Eintritt des frischen Dampfes in den Raum E findet der nicht mehr zur Verwendung kommende gebrauchte expandirte Dampf aus dem Kanal L durch die auf beiden Seiten der Widerlagerscheibe centrisch angeordneten Aussparungen M, Fig. 1, 3, 4 und 5, Durchgang nach dem sowohl im Cylinder-, deckel, als auch im Cylinderboden vertical angeordneten Kanal N, von wo derselbe durch die Austrittsöffnungen M¹ abgeleitet wird.

Die Aussparung U, Fig. 1, 3 und 5, hat den Zweck, der Aussparung B ² an der entgegengesetzten Seite der Widerlagerscheibe das Gleichgewicht zu halten, so dafs die eine Seite der Scheibe nicht schwerer wird als die andere.

Die bei der Aussparung .B² angeordnete Dampfrinne S, Fig. 1 und 3, hat den Zweck, den Eintritt des Expansionsdampfes aus dem Kanal L in B ² und R zu erleichtern.

T, Fig. ι (punktirt angegeben), ist eine kleine Höhlung, in welche ebenfalls expandirter Dampf einströmt, um dem auf der Aufsenfläche des Kolbens A¹ wirkenden seitlichen Drucke des Dampfes in dem Augenblicke entgegen zu arbeiten, in welchem der Kolben die Aussparung B² verläfst, zum Zwecke, hierdurch die Reibung des Kolbens A¹ auf der Nabe D³ zu vermindern.

Fig. ι der beiliegenden Zeichnung zeigt jene Stellung des Kolbens, bei welcher es dem arbeitenden Dampf möglich ist, aus dem ringförmigen Kanal E in den Raum L einzutreten, welcher Raum hinter die Widerlagerscheibe führt und von wo der Dampf einerseits unter den Kolben A¹ tritt, um in Gemeinschaft mit dem nun in Kurzem eintretenden frischen Dampf den Kolben von neuem zu treiben, andererseits durch die beiden Kanäle R R in den Räum O gelangt, um dem gegen die Widerlagerscheibe gerichteten äufseren Drucke des Dampfes wirksam entgegenzutreten und die Welle α von jeder überflüssigen Reibung zu entlasten.

Es ist auch aus der Fig. 1 ersichtlich, dafs in dieser Stellung des Kolbens weder der Eintritt frisch einströmenden, noch der Austritt schon gebrauchten Dampfes möglich ist; denn die Dampfrinne G (in der Zeichnung punktirt angegeben) der Kolbenscheibe A hat hierbei die im Kolbendeckel und -Boden horizontal angeordneten Kanäle/¹ allerdings erreicht, eine Verbindung dieser Kanäle mit H, welche den frischen Dampfeintritt ermöglichen würde, ist jedoch noch nicht hergestellt. Ebenso ist die Verbindung der Kanalmündung L mit der Dampfrinne M zum Austritt des verbrauchten Dampfes in diesem Zeiträume noch nicht erfolgt.

Fig. 3 stellt jenen Moment der Kolbenstellung dar, in welchem die Einströmung des frischen Dampfes eben beginnt; die Dampfrinne G der Kolbenscheibe A stellt die Verbindung der beiden Kanäle/¹ und H her und der Dampf gelangt somit durch /¹GHm den Raum L¹. Hier angelangt, beginnt der Dampf von neuem den Kolben zu treiben und strömt gleichzeitig durch das Rohr P in den Raum N^l, um auch in dieser Stellung der Widerlagerscheibe dem in der Richtung der Welle ausgeübten Drucke entgegen zu arbeiten und die Reibung der Widerlagerwelle α auf ihre Lager zu verhindern.

In demselben Augenblicke, in dem der frische Dampf in den Cylinder einzuströmen beginnt, ist auch die Verbindung für die Ausströmung des Dampfes hergestellt, und der gebrauchte Dampf nimmt seinen Weg aus. L durch die Dampfrinnen M und Kanäle N, um bei Ai¹. auszutreten.

Es ist selbstverständlich, dafs der Dampfeinlafs in den ringförmigen Kanal E auch durch Anwendung von Ventilen regulirt werden kann, welche Ventile von Excentern etc. bewegt werden. Ebenso kann auch die hier beschriebene Maschine als Zwillingsmaschine gebaut werden, um den todten Punkt zu vermeiden und einen Vor- und Rückwärtsgang der Maschine zu ermöglichen.

Claims (1)

1. Patent-AnsPRυCH:

   An Kapselräderwerken die Anordnung der in einander greifenden Kolbenscheibe A und Widerlagerscheibe B in Verbindung mit den in A und B und in dem Gehäuse ausgesparten Kanälen f¹ G HL und S, von denen 5 zum Antrieb des Kolbens A¹ dient, in Verbindung mit den zur Entlastung der Kolbenwellen dienenden Kanälen PRN¹ und Q.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.