DE46619C

DE46619C - Dampfmaschine

Info

Publication number: DE46619C
Application number: DENDAT46619D
Authority: DE
Original assignee: CH. H. BENTON in London, 47 Upper Bedford Place
Anticipated expiration: 1908-05-15

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist die Anordnung einer Maschine, welche mit grofser Geschwindigkeit läuft und sich durch einfache und ökonomische Vertheilung des Dampfes oder Gases kennzeichnet. Bei einer gewöhnlichen doppeltwirkenden Maschine, in welcher das Fluidum abwechselnd gegen die beiden Flächen eines und desselben Kolbens wirkt, findet bei jedem Hube eine Umkehr der Kraftäufserung statt. Die hierbei sich ergebende Abnutzung der hin- und hergehenden Theile erzeugt Stöfse in der Maschine und erfordert eine baldige Adjustirung solcher Theile.

Bei der vorliegenden Maschine kommen zur Vermeidung genannter Uebelstände zwei Gruppen von hin- und hergehenden Theilen zur Verwendung, von denen die eine immer nur auf Zug beansprucht wird und durch welche die vom Fluidum ausgehenden Impulse nur immer in der einen Richtung übertragen werden, während die andere Gruppe genannter Theile immer nur auf Druck beansprucht wird und die Impulse in der anderen Richtung überträgt. Beide Gruppen sind mit Vorrichtungen ausgestattet, welche die durch das Dreh- und Trägheitsmoment auftretenden Kräfte abschwächen. Durch die Anordnung wird also die Maschine hinsichtlich der Kräfte eine einfach wirkende, die Vertheilung des Fluidums wird aber, genau wie bei einer doppeltwirkenden Maschine, durch eine entsprechende Schieberanordnung erzielt.

Bei Ausführung der Erfindung werden die beiden Kolben beider Gruppen der hin- und hergehenden Theile auf zwei rohrförmig in ' einander geführten Kolbenstangen angeordnet, von denen die eine zur Einführung des Fluidums in den Cylinder und hierdurch als Mittel zur Regulirung der Maschinengeschwindigkeit dienen, gleichzeitig aber den Vertheilungsschieber in sich schliefsen kann. Die Schiebersteuerung erfolgt durch einen an der Kurbel sitzenden Hebel, dessen eines Ende mit dem in der Kolbenstange befindlichen Schieber verbunden ist und dessen anderes Ende dergestalt um die Kurbel schwingt, dafs die Schieber in der gewünschten Weise verstellt werden.

Diese Schwingbewegung kann durch eine aus Schleife und Zapfen mit Stein gebildete Coulissenführung hervorgerufen werden. Zu Zwecken der Umsteuerung ist der Zapfen des Steines mit einem Hebel oder einem Schieber verbunden, um den Stein von der einen Seite der Kolbenbewegungsrichtung nach der anderen Seite zu werfen.

Fig. ι zeigt im Schnitt eine Verbundmaschine mit Umsteuerung nach vorliegender Erfindung; in dieser Figur befindet sich der Kurbelzapfen in seiner tiefsten Stellung. Fig. 2 zeigt einen Theil genannter Maschine im Schnitt rechtwinklig zu Fig. ι, Fig. 3 einen Horizontalschnitt nach Linie A-B der Fig. 1, während Fig. 4 eine zu Fig. 1 analoge Schnittfigur zeigt, in welcher die Kurbel eben ihren Niedergang beginnen will. 14 ist der auf der rohrförmigen Kolbenstange 11 sitzende Hochdruckkolben. Durch die Zapfen 28 und 28 ¹ sowie die Pleuelstangen 30 und 30¹ ist genannte Kolbenstange mit Kurbel 32 verbunden. 21 ist der Niederdruckkolben, der auf einer zweiten rohrförmigen Kolbenstange 22 sitzt und durch die Zapfen 40 und 40 ^l sowie die Pleuelstangen 43 und 43 * mit der Kurbel 32 verbunden ist.

Beim Hochdruckkolben wirkt der Dampf nur auf der oberen Seite, so dafs bei der Kraftübertragung die Kolbenstange nur auf Druck beansprucht ist. Beim Niederdruckcylinder wirkt der Dampf nur auf die Unterseite und wird bei der Kraftübertragung der Kolbenstange nur auf Zug beansprucht.

Bei einer einfachen Maschine können beide Kolben gleiche Flächen erhalten. Da bei dem Doppelsystem der hin- und hergehenden Theile die bei jedem Hube zu bewegenden und in Ruhe zu bringenden Massen verhältnifsmäfsig grofse sind, so mufs darauf Rücksicht genommen werden, dafs das Trägheits- und Drehmoment nicht eine Umkehr der Kräfte veranlassen und die Kurbel allzusehr beanspruchen. Zu diesem Zwecke sowohl wie zur Verminderung des Druckes gegen den Hochdruckkolben beim Rückwärtsgange werden beide Kolben in einem Abstande von einander angeordnet, der etwas gröfser "als der Kolbenhub ist, und wird ein Stopfbüchsendeckel ig zwischen die Theile des Hoch- und Niederdruckcylinders eingelegt. Der Hochdruckkolben wird entsprechend verlängert und erhält an seiner Aufsenseite Einschnitte oder Kanäle 20. Wenn der Kolben sich zu bewegen beginnt, so kann durch diese Kanäle der Austrittsdampf unter den Kolben und in den ringförmigen Raum 15 eintreten; wenn aber beim Niedergang die Kanäle den Stopfbüchsendeckel passiren, so wird der Austrittsdampf comprimirt und beim Aufgang des Kolbens der Rückdruck auf die Kurbel in entsprechendem Mafse abgeschwächt.

Um den Niederdruckkolben während seines gesammten Aufganges nur auf Zug zu beanspruchen, werden die Zapfen 40, 40 ¹ in einem Hülfskolben 26 gelagert, welcher beim Niedergang den Kanal 25 überdeckt und die Luft im ringförmigen Räume 27 comprimirt. Zur Vermeidung von Rückdruck über dem Niederdruckkolben 21 ist das Innere des Niederdruckcylinders durch Kanäle 17 mit dem Dampfaustritt verbunden. Im Bedarfsfalle kann die Bewegung des Niederdruckkolbens bei seinem Aufgange dadurch unterstützt werden, dafs die Kanäle im Cylinder etwas tiefer angebracht werden, so dafs sie gerade am Ende dieses Hubes vom Kolben überdeckt werden. Es tritt dann nur ein kleiner Rückdruck auf, der gerade genügt, um den Kolben bei seinem Rückgange in Bewegung zu setzen.

Auf Kurbel 32 sitzt ein Hebel 33, der durch Stange 29 mit der Schieberstange 24 verbunden und an seinem anderen Ende mit Schleife 38 versehen ist, die bei Drehung der Kurbel auf dem Steine 35 gleitet. ' Letzterer dreht sich um den Zapfen 37. Die der Schieberstange 24 von der Kurbel ertheilte Hin- und Herbewegung weicht von der den Kolben 14 und 21 ertheilten Bewegung ab, und diese Differenz in der Bewegung ist so bemessen, dafs eine Bewegung hervorgerufen wird, mittelst welcher die Kanäle 10, 13, 18 und 23 zu geeigneten Zeitpunkten geöffnet und geschlossen werden. Bei Beginn des Hubes des Hochdruckkolbens öffnet der Schieber den Kanal 10, wodurch der Dampf durch Kanal 13 in den Hochdruckcylin'der 12 einströmt. Gleichzeitig schliefst Schieber 16 den Kanal' 18 ab und öffnet den Austrittskanal 23 nach dem Niederdruckcylinder. Bei Beginn des Hubes nach oben bleibt Kanal 10 durch den Schieber geschlossen; die Kanäle 18 und 23 sind offen, so dafs der aus dem Hochdruckcylinder kommende Dampf direct auf den Niederdruckkolben wirkt. Nach Wirkung des Dampfes gegen die Unterseite des Niederdruckkolbens 21 tritt derselbe in der in Fig. 4 ersichtlichen'Pfeilrichtung in das Dampfaustrittsrohr über.

Zu Zwecken der Umsteuerung wird Zapfen 37 als Hebel 34 verlängert, der drehbar um die Lagerstelle 41 gelegt ist und durch einen durch Hand oder Handrad 42 bewegten Zahnradsector 31 aus der einen Stellung in die andere übergeführt werden kann.

36 ist eine gebogene Führung zur Stützung des Hebels 34. Der Zapfen kann auch an -einem Schieber angebracht und hierdurch von der einen zur anderen Seite bewegt werden.

Dadurch, dafs man den Kanal 10 nur durch Kanäle in der feststehenden Platte 4 mit dem Dampfgehäuse 3 in Verbindung setzt, ist ein Mittel zur Regulirung der Maschinengeschwindigkeit gefunden, indem der Dampfzutritt zu einem früheren oder späteren Zeitpunkte im Hube abgesperrt wird. Platte 4 ist mit strahlenförmig aus einander gehenden Kanälen 5 versehen; die Kolbenstange 11 gleitet an dieser Platte hin, und der Kanal ι ο entnimmt an den nach innen zu gelegenen Enden der Kanäle Dampf. Die Breite dieser Enden entspricht der Breite des Kanals 10, und die Theilwände zwischen den einzelnen Kanälen müssen im Vergleich zur Kanalhöhe sehr schwach ausgeführt sein, um beim Passiren des Kanals über die Mündungen der einzelnen Kanäle den Dampf nicht abzuschneiden. Durch die radial gegen einander laufenden Kanäle sind dieselben an der äufseren Seite der Platte in verticaler Ebene eng zusammengezogen. An der Aufsenfläche der Platte 4 befindet sich ein durch Hebel 9 und Welle 7 auf- und abbewegter Schieber 6. Die Welle ist durch eine Stopfbüchse 8 hindurchgeführt und kann mittelst Regulators oder durch den Handhebel 2 in Drehung versetzt werden. Schieber 6 überdeckt und öffnet die äufseren Mündungen der Kanäle und schliefst hierdurch den Dampfzutritt zu einem früheren oder späteren Zeitpunkte des Hubes ab. Die Anordnung radial gegen einander laufender Kanäle ist von Wichtigkeit,, da bei paralleler

Lage derselben sich eine gröfsere Bewegungslänge für den Schieber 6 nöthig macht und dadurch der Regulator weniger empfindlich wird. Da überdies der Schieber 6 zwischen dem Obertheil des Cylinders und der Kanal-Öffnung io arbeitet, so müfste bei paralleler Anordnung der Zuleitungskanäle der Kanal io entsprechend weiter vom Cylinder abliegen, um eine längere Bewegung des Schiebers zu ermöglichen, was eine entsprechend gröfsere Hublänge der rohrförmigen Kolbenstange 11 erfordert. :

Weder die festliegende Platte noch der Schieber dürfen die Kolbenstange umfassen, da die verschiedene Ausdehnung und die Hitze eine verschiebbare, ringförmige Muffe so festklemmen würde, dafs sie durch einen empfindlichen Regulator nicht bewegt werden könnte. Aus der angedeuteten Anordnung ergiebt sich, dafs keine merkliche Reibung auftritt.

Die Schmierung der Maschine kann durch eine bei ι mündende Schmierbüchse und durch einen die Kurbel einschliefsenden Oelbehälter 39 erfolgen.

Claims

Patent-Ansprüche:

ι . Bei schnelllaufenden zweicylindrigen Dampf-(oder mit einem anderen geeigneten Fluidum arbeitenden) Maschinen Anordnung der hin- und hergehenden Theile in zwei hinter einander liegenden Gruppen dergestalt, dafs letztere ihre Kraft stets in entgegengesetzten Richtungen auf die Kurbel übertragen, demnach jede Gruppe die entwickelte Kraft nur immer in der einen Richtung an die Kurbel abgiebt, wobei der Dampf oder das andere verwendete Fluidum in beide Cylinder durch eine einzige Kolbenschieberanordnung vertheilt wird und die Kolben bei einer Verbunddampfmaschine von ungleichem, bei einer einfach wirkenden Dampfmaschine von gleichem Durchmesser sind.

Bei einer Maschine mit der vorstehend gekennzeichneten Gruppirung der hin- und hergehenden Theile Anordnung eines Umsteuerungsmechanismus , der aus dem auf der Kurbel sitzenden Hebel (33) besteht, welcher mit einem Ende durch eine Zugstange (29) mit der Kolbenspindel (24) verbunden und am anderen Ende in einer Coulisse verstellbar ist.

In Verbindung mit der unter 2. genannten Dampfvertheilungsvorrichtung Anordnung einer im Dampfzuleitungsgehäuse (3) aufrechtstehenderi Platte (4) mit strahlenartig aus einander laufenden Dampfkanälen (5) nach der hohlen Kolbenstange (11), sowie eines auf Platte (4) regulirbaren Expansionsschiebers (6).

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.