DE40191C - Neuerung an Maschinen mit drei rohrenden Kolben - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 3. November 1886 ab.

Der vorliegende, durch Dampf oder Wasser zu betreibende Motor eignet sich bei Benutzung hochgespannter Dämpfe besonders zum directen Betriebe elektrischer Dynamomaschinen. Die Maschine kann ferner auch als Wassermesser und, falls dieselbe von einem anderen Motor aus in Thätigkeit gesetzt wird, auch als Wasserpumpe Anwendung finden.

Auf beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht Fig. ι eine obere Ansicht der Maschine; Fig. 2 ist ein verticaler Längsschnitt durch dieselbe; Fig. 3 zeigt das Innere des Ringcylinders mit den drei Kolben; Fig. 4 veranschaulicht die verschiedenen Wege der Kolben während verschiedener Perioden ihrer Rotation; Fig. 5, 6, 7 und 8 zeigen einzelne Stellungen der Kolben während mehrerer Perioden der Rotation.

Der Ringcylinder A der Maschine ist aus zwei am inneren Ringumfang sich nicht völlig schliefsenden Schalen A¹ und A² zusammengesetzt, von denen die letztere gleich mit einem Fufs a³ gegossen ist, welcher zur Befestigung der Schale A² am Grundrahmen der Maschine dient und welcher überdies zu einer zur centralen, Achse des Ringcylinders concentrischen Büchse a², Fig. 1 und 2, ausgebildet ist. Die äufsere, an A² anschraubbare Schale A¹ ist im Centrum des Ringes ebenfalls mit einer Büchse a versehen. Das Gufsstück der inneren Schale A² ist ferner mit zwei Behältern A^ und A⁵ ausgestattet, von denen der erstere mit dem Dampfeinlafsrohr B, der letztere mit dem Dampfauslafsrohr B¹ communicirt. Von dem Raum A* führen Dampfeintrittskanäle α⁴ und Λ⁵, Fig. 3, in das Ringinnere; die Dampfaustrittskanäle α^β und a⁷ führen aus dem Ringinnern in den Raum A^B.

In dem von den Schalen A¹ und A² eingeschlossenen Ringraum A^s bewegen sich die drei Kolben C C¹ C². Dieselben sind an den Armen CC¹C² befestigt, welche von drei an einander liegenden, dicht abgeschliffenen Scheiben D D¹ D² ausgehen. Diese drei Scheiben schliefsen mit ihrem Umfange die von den Schalen A^} und A² belassene Lücke des Ringräumes A³ und füllen den zwischen den flachen Schalentheilen innerhalb des eigentlichen Ringes liegenden Hohlraum. Die äufsere Scheibe D ist mit einer Welle d versehen, welche einerseits in der an der äufseren Schale A¹ befestigten Lagerbüchse a, andererseits in der an der Scheibe D¹ befestigten Büchse d¹ gelagert ist. Ueber letztere schiebt sich wiederum die an der Scheibe D² befestigte Büchse d'² und diese selbst ist in der oben erwähnten Büchse a² gelagert, welche mit dem Fufs α³ und der Schale A² zu einem Stück gegossen ist. Die centrische Lage der Welle d und der Büchsen d¹ und d² zur Mittelachse des Ringraumes A³ kann durch den Keil G eingestellt werden, dessen Abnutzung wiederum durch entsprechendes Anziehen der Keile g ausgeglichen werden kann. Das Dichthalten der Scheiben D D¹ D² kann durch Packungsringe FF¹, Fig. 2, gesichert werden, welche mittelst zweier Schraubensätze/ und f¹ in geeignetem Mafse angeprefst werden können, doch wird die Pressung zweckmäfsig durch Zwischenlegen von Federn gemäfsigt.

Die Welle d und die Büchsen d^l und d² ragen ungleich weit aus der Lagerbuchse a^% hervor und sind hier mit Kurbeln EE¹E² versehen, in welchen Zapfen e e¹ e² befestigt sind. Diese greifen unter Zwischenschaltung

je eines Manschettenringes in Lagersteine h h¹ ti*, welche in drei Coulissen. fr⁵ gleiten, die unter Winkeln von 120⁰ gegen einander von der Rotationsachse H¹ des Schwungrades H ausgehen. Das letztere ist auf einer in den Lagern JJ¹ montirten Welle I befestigt, welche die Riemscheibe I¹ trägt. Die Lager jj^l sind auf den Lagerböcken JJ¹ montirt.

Die gegenseitige Lage der Kolben verändert sich während der Rotation Bei der durch Fig. 5 veranschaulichten Phase wirkt der durch die Kanäle a* und a⁵ eintretende Dampf auf die Kolben C und C¹; der Kolben C² befindet sich im Gleichgewichtszustand. Zur Erleichterung der Erklärung der Wirkungsweise der Kolben ist in der Fig. 5 sowohl wie in den Fig. 6 bis 8 die Einrichtung so gedacht, als ob der Mittelpunkt jedes Kolbens identisch wäre mit seinem Angriffspunkt auf das Rad H, während nach der in Fig. 3 punktirt gegebenen Darstellung die Kurbeln E E¹ E^ mit den Zapfen und Gleitblöcken den. Kolben diametral gegenüberliegen. Während also in Fig. 5 der Dampfdruck auf den Kolben C bestrebt ist, das Rad H nach links zu drehen, strebt umgekehrt der auf den Kolben C¹ wirkende Dampfdruck, welcher an sich dem ersteren gleich ist, das Rad H nach rechts zu drehen. Nun wirkt aber der Kolben C in dieser Stellung nur mit einem sehr kleinen Hebelarm in Bezug auf die Rotationsachse H¹ des Rades H, während der Kolben C¹ sich gerade in derjenigen Stellung befindet, wo er mit dem gröfsten Hebelarm einwirkt. Es wird somit das Rad H dieser Drehung des Kolbens C nach rechts Folge leisten, wie dies der Pfeil andeutet. Hierbei bewegen sich beide Kolben C und C¹ ebenfalls nach rechts. Der Kolben C¹ verschiebt sich jedoch in dem Ringinnern A³ erheblich schneller als.der Kolben C, und zwar wird dies durch die Coulissen veranlafst.

Die Kolben gelangen alsbald in die durch Fig. 6 veranschaulichte Lage, in welcher nunmehr der Kolben C sich im Gleichgewicht befindet, da beide Seiten unter Dampfdruck stehen; dagegen befindet sich' nunmehr der Kolben C² unter der Wirkung des durch die Kanäle a* einströmenden Dampfes. Dieser Dampfdruck strebt den Kolben und damit das Rad H nach links zu drehen. Der Hebelarm, mit welchem C² auf die Rotationsachse H¹ des Rades H wirkt, ist jedoch ein viel kleinerer als derjenige, mit welchem der Kolben C¹ noch immer unter dem durch a^s zuströmenden Dampf wirkt, so dafs also die Weiterdrehung des Rades H nach rechts unbehindert ihren Fortgang nimmt und die Kolben sehr, bald in die durch Fig. 8 veranschaulichte Lage kommen. In dieser Stellung hat der Kolben C eben die Eintrittskanäle a⁵ passirt, während der Kolben C¹ dicht vor der ersten Gruppe von Austrittskanälen steht. Es befinden sich also die Kolben C und C² unter vollem Dampfdruck, während der Kolben C¹ nahezu im Gleichgewicht steht.

Der Kolben C² wirkt in dieser Lage mit seinem minimalen Hebelarm linksdrehend, während der Hebelarm des Kolbens C inzwischen bis zur Länge des im Abnehmen begriffenen Hebels des Kolbens C¹ angewachsen ist, so dafs also die Weiterdrehung nach rechts leicht stattfindet und die Kolben bald in die durch Fig. 7 gekennzeichnete Lage kommen.

In dieser Stellung befindet sich der Kolben C¹ im Gleichgewicht und der Dampf wirkt mit gleichem Druck auf die beiden Kolben C und C². Da ersterer noch immer mit stark zunehmendem Hebel wirkt, während, der Hebelarm des Kolbens C² in Bezug auf die Stellung in Fig. 8 sich kaum verändert hat, so wird das Rad H fast unbehindert nach rechts weiter gedreht. Der Kolben C kommt alsdann in diejenige Stellung, welche in Fig. 5 der Kolben C¹ inne hat, und in entsprechender Weise gelangen gleichzeitig die Kolben C² und C¹ in diejenigen Stellungen, welche in Fig. 5 den Kolben C bezw. C² eigen sind. Das Rad H hat bis zu diesem Zeitpunkt ^!/₃ Umdrehung gemacht. Das Spiel der Kolben wiederholt sich nun für jeden Kolben in der oben beschriebenen Weise.

Durch Fig. 4 wird veranschaulicht, dafs der eine Kolben von k bis k¹ fortschreitet, während ein zweiter Kolben nur von A;² bis k³ vorgeht, was einen effectiven Kolbenweg von k bis k^l minus k² bis k³ giebt; da drei Kolben vorhanden sind, so ist der totale Kolben weg, welcher bei jeder Drehung einwirkt, das Dreifache hiervon. Damit die Kolben, welche in der gewöhnlichen Weise zusammengesetzt sind, sich möglichst rasch einschleifen, sind die Liderungsringe c³ derselben schmaler als sonst gebräuchlich gehalten.

Die Kurbelzapfen e e¹ e² lassen sich nach Lösen ihrer Muttern leicht durch Löcher H², Fig. 3, in der Radscheibe H herausnehmen. Ein zweckmäfsiges Schmieren der Kurbelzapfen, Coulissensteine und Coulissen kann dadurch erreicht werden, dafs man innerhalb eines am Rad H befestigten Flantsches H^B, Fig. 2, durch das Rohr Z einer geeignet befestigten OelkanneL OeI zufliefsen läfst, so dafs dieses infolge der Centrifugalkraft durch Kanäle /z⁴ zwischen die Coulissenleisten gelangt. Die Coulissensteine sind am Boden mit einer Nuth h⁵ versehen, welche das OeI auch den Kurbelzapfen zuführt.

Wird die Maschine als Pumpe benutzt, so wird die Wassersäule nicht ruckweise bei jeder Rotation gehoben, sondern mit gleicher Geschwindigkeit während der gesammten Rotation

fortbewegt, so dafs also weder für die Saugnoch für die Druckleitung Windkessel erforderlich sind.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Bei einer Maschine mit rotirendem dreitheiligen Kolben die directe Uebertragung. der Rotation der von den Kolben in Drehung versetzten Kurbeln (EE¹E²) auf ein zur Kurbelachse excentrisch gelagertes Rad (H) mittelst an den Kurbelzapfen angebrachter Gleitsteine (hh^lh²), welche in drei auf der Radscheibe unter je 120⁰ gegenseitiger Neigung vorgesehenen, durch Centrifugalwirkung aus einem an der Radscheibe angeordneten konischen Ringflantsch (H^) selbstthätig geschmierten Coulissen (h³) derart hin- und hergleiten, dafs rückwirkend für die verschiedenen Phasen der Rotation eine ungleich rasche Bewegung der Kolben erzielt wird, und zwar stets derjenige Kolben,

   ■ dessen Kurbelzapfen gerade am weitesten von der Rotationsachse des Rades (H) absteht, die schnellste Bewegung hat, die Resultirende der drei wirksamen Hebellängen der drei Kurbeln jedoch durchweg constant bleibt.
2. 2. Bei der durch Anspruch 1. gekennzeichneten Maschine die Anordnung von Löchern zwischen den Coulissenleisten in der Scheibe

   . des Rades (H) zwecks Ein- und Ausschaltens der einsetzbaren Kurbelzapfen (e e¹ e¹) von der Rückseite des Rades (H) aus. "

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.