DE45730C - Hubverstellvorrichtung für Kurbelkapselwerke, welche aus der rotirenden oder oscillirenden Kurbelschleife oder der rotirenden Schubkurbel gebildet sind - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

C. HOPPE in BERLIN.

Bei der den Gegenstand vorliegender Erfindung bildenden Hubverstellvorrichtung für Kurbelkapselwerke, welche aus der rotirenden oder oscillirenden Kurbelschleife oder der rotirenden Schubkurbel gebildet sind, wird die Kurbel aus zwei mit einander drehbar verbundenen Gliedern gebildet, durch deren Verdrehung gegen einander der Durchmesser des Kurbelkreises und demnach auch der wirksame Hub des Kolbens verändert und dem Bedarf an Triebkraft oder der Leistung der Maschine angepafst werden kann, je nachdem letztere z. B. als Motor oder Pumpe benutzt wird. Diese Vorrichtung eignet sich am besten für Kapsel werke, die aus der rotirenden Kurbelschleife gebildet werden, da hier das Getriebe auf die Kurbel selbst eingestellt ist, die Stellvorrichtung also an der Drehung der treibenden oder bewegten Glieder nicht theilnimmt. Bei den aus den beiden anderen Mechanismen gebildeten Kapselwerken mufs die Stellvorrichtung jedoch an der Drehung theilnehmen, da hier die Kurbel selbst sich drehen mufs.

Die Fig. ia, ib und ic zeigen schematisch die drei in Betracht kommenden Mechanismen.

In allen Figuren wird die Kurbel aus zwei Gliedern α¹ und α² gebildet, welche im Punkt 5 mit einander gelenkig verbunden sind und durch einen geeigneten Mechanismus gegen einander verdreht werden können, so dafs man den Abstand des Punktes 2 von dem Punkt 1 und damit die wirksame Länge α der Kurbel durch Verdrehung des Gliedes α² gegen α¹, Fig. ia und ic, bezw. α¹ gegen α², Fig. ib, um Punkt 5 ändern kann. In Fig. ia ist das Getriebe auf α¹ festgestellt, bildet also eine rotirende Kurbelschleife , in Fig. ι b ist das Getriebe auf die Koppel β und in Fig. ic auf den Lenkstab δ festgestellt, bildet also im ersten Falle eine oscillirende Kurbelschleife, im zweiten Falle eine cylindrische Schubkurbel.

Die Verstellung des Gliedes α² gegen α¹ bezw. α¹ gegen α² kann durch beliebige Mechanismen erfolgen. Am zweckmäfsigsten ist es, mit dem Glied α² bezw. α¹ ein Zahnradgetriebe zu verbinden, z. B. ein Stirnrad, das durch eine Schnecke, ein Zahnrad oder eine Zahnstange eingestellt wird, die an dem Glied α¹ bezw. α² gelagert ist, beispielsweise eine Zahnstange, die durch einen hydraulischen Kolben bewegt wird, dessen Cylinder mit diesem Glied verbunden ist.

Aus den Fig. ia, ib und ic ergiebt sich, wie durch Punktirung angedeutet, dafs dieser Steuerungscylinder bei Fig. ia feststeht, bei Fig. ib und ic aber an der Drehung des Gliedes α² bezw. α¹ theilnehmen mufs.

Die Vorrichtung eignet sich für Flüssigkeitsdruckmotoren mit wechselnder Beanspruchung und ist besonders ein nach Fig. ia eingerichtetes Getriebe mit drei oder mehr auf eine gemeinsame Kurbel wirkenden Cylindern für Windewerke und Umtriebsmaschinen besonders geeignet, da man mit den Cylindern direct die Windetrommel oder den in Umdrehung zu versetzenden Gegenstand verbinden kann.

Indessen kann die Vorrichtung auch bei ein- oder zweicylindrigen Maschinen zweckmäfsig

benutzt werden. Ebenso ist es gleichgültig, ob Gase, Dampf oder Flüssigkeit als treibendes oder getriebenes Mittel in Anwendung kommt.

Ein Windewerk mit drei rotirenden Cylindern ist als Beispiel für die Anwendung der beschriebenen Hubverstellvorrichtung in den Fig. ι—5 veranschaulicht.

Hier sind die drei Cylinder α, b, c mit einer Seiltrommel d bezw. d₁ fest verbunden und rotiren mit dieser in den beiden Lagern e und /, welche der Zapfenhülse bei ι, Fig. ι a, entsprechen.

In der festen Lagerbüchse h, welche als Gestell dem festgestellten Glied a¹, Fig. ia, entspricht, ist die Welle g excentrisch zum Mittelpunkt der Seiltrommel d gelagert. Die Gröfse i dieser Excentricität entspricht dem Abstand ι bis 5, Fig. ia, und kann gleich, gröfser oder kleiner sein als die Länge der mit der Welle g verbundenen Kurbel ng, Fig. 4, welche dem Glied α², Fig. ia, entspricht. Im vorliegenden Falle ist angenommen, dafs 1—5, Fig. ia, gleich dem Kurbelradius 2—5, Fig. ia, ist. Dreht man nun die Kurbelwelle in Richtung des Pfeiles o, Fig. 4, so wird die Kurbel η den Kreis η η¹ beschreiben, und zugleich wird der wirksame Kurbelradius der Maschine von Null ab stetig wachsen, also np, np¹, np² u. s. w. entsprechend a. = 1 — 2, Fig. ia, werden. Bei η n¹ erreicht er sein Maximum, die Maschine arbeitet dann mit dem gröfsten Hub = 2 η η¹. Fällt der Mittelpunkt der Kurbel η aber mit dem Mittelpunkt der Seilscheibe d zusammen, Fig. 4, so ist offenbar der wirksame Kurbelradius = 0. In diesem Falle werden auch die Treibmomente der Kurbel = ο werden, d. h. es werden die drei Cylinder λ, b, c mit der Seiltrommel d keine rotirende Bewegung annehmen können.

Die Verdrehung der Welle g kann, wie bereits erwähnt, durch irgend welche geeignete Mittel erfolgen. In vorliegendem Falle ist auf dem Ende der Welle ein Zahnrad k angeordnet, welches von der Zahnstange / eines hydraulischen Steuercylinders m getrieben wird, so dafs der Kolben q desselben die Kurbel g η in jeder Stellung festhält und die Cylinder α, b, c mit der Seiltrommel d in der Richtung des Pfeiles o¹ um ihren festen Mittelpunkt in den Lagern e und f rotiren werden, sobald der Kurbelradius np, np¹, np² . . . grofs genug ist, um die an der Seiltrommel d hängende Last zu überwinden.

Genau entsprechend dieser Last erfolgt nun die Einstellung der Kurbel η mittelst des Steuercylinders m und dessen Kolben q, Fig. 2. Zu diesem Zweck ist der Raum r unter dem Kolben q durch Oeffnung t und das Rohr u beständig mit der Druckleitung in Verbindung, dagegen läfst sich der Raum s oberhalb q mittelst Steuerschiebers ν und Kanäle w und χ abwechselnd mit der Druck- oder Abfiufsleitung verbinden.

Stände z. B. die Kurbel η in p, Fig. 4, so würde durch den an der Bewegung der Kurbel η theilnehmenden Steuerhahn y, Fig. 2, Druckwasser in die Cylinder α, b, c gelangen.

Dadurch würde ein Druck auf die Kurbel η bezw. mittelst Zahnrades k und Zahnstange Z auf den Kolben q ausgeübt werden, der indessen den Gegendruck im Raum r unter dem Kolben q nicht zu überwinden vermag.

Verschiebt man aber den Handhebel a¹ und den Schieber v, Fig. 2, in Richtung des Pfeiles, bis durch Kanal n> Druckflüssigkeit in £ übertritt, so wird der hierdurch auf den Kolben q ausgeübte Druck in Verbindung mit dem erwähnten, von Kurbel η ausgehenden Druck grofs genug, um den Gegendruck in r zu überwinden.

Der Kolben q wird alsdann abwärts gehen und die Kurbel η weiter von ρ nach ρ¹ gedreht werden.

Die Arretirung erfolgt dadurch, dafs bei der Bewegung des Hebels a¹ in Richtung des Pfeiles derselbe sich um den Angriffspunkt d¹ der Stange b¹ dreht, die mittelst Hebels c mit der Stange I¹ des Kolbens q verbunden ist, wodurch Schieber ν den Kanal w öffnet. Bewegt sich jetzt die Kolbenstange Z¹ nach unten, so wird das von Hand erfafste Ende e des Hebels a¹ der Drehpunkt des Systems und Schieber ν geht wieder in seine alte Stellung zurück, bis durch Heben des Hebelendes e der Schieber ν wiederum abwärts bewegt wird.

Diese Manipulation mufs durch den Bedienungsmann fortgesetzt werden, bis die Drehung der Kurbel η nach ρ^τρ² ... so weit vorschreitet, dafs eine Drehung der Treibcylinder ä, b, c bezw. der Seiltrommel d erfolgt.

Soll nun die an der Seiltrommel hängende Last gesenkt werden, so wird durch Senken des Handhebels a¹ der Schieber ν nach oben bewegt und der Raum s über dem Kolben q mit dem Ausströmungskanal χ in Verbindung gebracht. Der Kolben q geht dann nach oben und die Kurbel η beschreibt den Weg np, np¹... so lange, bis die Last an d schwer genug ist, um die Cylinder α, b, c entgegen der Richtung des Pfeiles o¹, Fig. 4, zu drehen.

Wird die Last zu klein bezw. Null, so mufs die Maschine umgesteuert werden. Dies geschieht durch den Wechselschieber v¹, der dann das Druckrohr u¹ bezw. den Druckkanal i¹ mit dem Abflufskanal x¹ verbindet. Das vorhin als Abflufsrohr dienende Rohr u² wird durch Kanal w¹ alsdann mit Druckflüssigkeit versorgt, und die Druck- und Abflufskanäle des Steuerhahnes y werden gewechselt. Letzterer wird bei der Verstellung der Kurbel η von dieser mitgenommen; da indessen der Kurbelradius beständig wechselt, so darf die Verbindung zwischen η und y nicht starr sein, sondern

kann beispielsweise mittelst eines Zapfens n¹ erfolgen, der in den Schlitz eines mit y verbundenen Kurbelarmes y\ Fig. 5, fafst. An Stelle der dargestellten Umsteuerung mittelst Wechselschiebers v¹ kann auch der Hahnj^ so eingerichtet werden, dafs er eine Umsteuerung ermöglicht. Auch kann eine andere bekannte Steuerung an Stelle des Hahnes y treten.

In den Fig. 6 bis 9 ist die Anwendung der Hubverstellvorrichtung für ein nach Fig. ic aus der rotirenden Schubkurbel abgeleitetes Kapselwerk dargestellt.

Auch hier sind drei Cylinder λ, b, c benutzt, welche jedoch entsprechend der Feststellung des Getriebes auf das Glied d, Fig. ic, feststehen. Die dem Zapfen bei I, Fig. ic, entsprechende, mit einer Riemscheibe d² ausgestattete Welle g¹ ist an ihrem linken Ende mit einer Scheibe g² versehen, in welcher der Zapfen n° drehbar angeordnet ist. Die Scheibe g¹ entspricht also dem Glied α¹, Fig. ic, und der in der Scheibe g¹ gelagerte Zapfen n°, 5 Fig. 1 c, gehört dem Glied α, Fig. ic, an dessen zweiten Zapfen n², 2 Fig. 1 c, die Pleuelstangen der Cylinder α, b, c angreifen. Mit dem Zapfen n° ist ein Zahnrad k¹ verbunden, das durch die Zahnstange Z¹ getrieben wird, welche an beiden Enden in Plungerkolben ausläuft, deren Cylinder m¹ an einer fest mit der Scheibe #² verbundenen Scheibe d^s gelagert sind. Die Zuleitung der Druckflüssigkeit für den Cylinder m¹ mufs hier also durch die hohl zu gestaltende Welle g¹ erfolgen. Selbstverständlich mufs hier der Hahn j--² an der Drehung der Welle g¹ theilnehmen.

In ähnlicher Weise kann die Vorrichtung bei Kapselwerken aus der oscillirenden Kurbelschleife, Fig. ibj angewendet werden.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Eine Hubverstellvorrichtung für Kurbelkapselwerke mit einem oder mehreren Cylindern, welche aus der rotirenden oder oscillirenden Kurbelschleife oder der rotirenden Schubkurbel gebildet werden, gekennzeichnet durch die Ausbildung der Kurbel aus zwei drehbar mit einander verbundenen Gliedern α¹ α², Fig. ia, ib und ic, welche derart gegen einander verdreht werden können, dafs dadurch die Länge 1 - 2 der wirksamen Kurbel α dem Bedarf an Triebkraft oder der Leistung der Maschine entsprechend verändert werden kann.
2. 2. Die Verbindung des mit der Koppel ß, Fig. ιa und ic, oder dem Lenkstab d, Fig. ib, verbundenen Gliedes α², Fig. ia und ic, bezw. α¹, Fig. ib, der Kurbel mit einem Zahnrad, das durch eine Zahnstange mit hydraulischem Kolben bewegt wird, dessen Cylinder an dem anderen Glied der Kurbel α¹ bezw. o? gelagert ist.
3. 3. Bei der unter 2. bezeichneten Vorrichtung:

   a) der hydraulische Steuercylinder m mit seinem mittelst Stange Z^], Zahnstange I und Zahnrades k auf Drehung der Welle g wirkenden Kolben q und dem Schieber v, Stange Z¹, Hebel c, Stange b und dem Handhebel a\ durch dessen Verschiebung nach Pfeilrichtung Fig. 2 Druckflüssigkeit über den Kolben q gelassen werden kann, um durch dessen Niedergang die Kurbel η dem Kraftbedarf oder der Kraftleistung genau entsprechend einzustellen, während die Arretirung dadurch erfolgt, dafs bei Bewegung der Zahnstange / in Richtung des Pfeiles Hebel a¹ sich um den Angriffspunkt d¹ der Stange b¹ dreht;

   b) die Anordnung des Wechselschiebers v\ mittelst dessen das Druckrohr u¹ bezw. der Druckkanal i¹ mit dem Abflufskanal x¹ verbunden werden kann, um dem Rohr u² durch Kanal η>^Ύ Druckflüssigkeit zuzuführen.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.