DE46951C - Kraftmaschine mit fortdrehendem Kolben für beiderlei Drehrichtung - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Die vorliegende Erfindung ist auf den beiliegenden Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigt Fig. ι einen Querschnitt und Fig. 2 einen • Längenschnitt der Maschine, Fig. 3 die Vorderansicht des Kapselwerkes, Fig. 4 eine Ansicht des Kolbens," Fig. 4a einen Schnitt durch einen abgeänderten Kolben. Fig. 5 und 6 zeigen eine Einrichtung, um mit Expansion arbeiten zu können. Fig. 7 zeigt eine Einrichtung zur Umsteuerung der Maschine und Fig. 8 eine eigentümliche An- und Abstellung derselben bei Ermöglichung verschieden starker Speisung der Maschine.

Der Cylinder der Dampfmaschine mit hin- und hergehender Kölbenbewegung ist bei der Maschine des Erfinders durch einen ringförmigen Kanal B ersetzt, welcher nach innen zu vollständig aufgeschnitten ist. Das Gehäuse A, in welchem Ringkanal B liegt, besteht (wie aus Fig. 2 und 5 ersichtlich) aus zwei Halbringen, welche mittelst Nuth und Feder genau auf einander gepafst und mit Flantschen behufs Schraubenverbindung versehen sind. Kanal B ist der gröfseren Sicherheit wegen im Querschnitt des Gehäuses excentrisch ausgedreht. Im Ringkanal B bewegt sich der Kolben D der Maschine, welcher mit einer vollen Scheibe C verbunden ist, die in fester Verbindung mit der centralen Maschinenwelle P steht. Ring B ist, wie schon erwähnt, nach innen aufgeschnitten und die Scheibe C ist in der hierdurch gebildeten Nuth des Gehäuses A vollständig dampfdicht geführt. Dicht um Welle P herum erweitert sich die Kolbentragscheibe . C und bildet ein Gehäuse M, welches zu zwei neben einander liegenden, durch eine Zwischenwand von einander getrennten Kanälen K' und L' in Ringform ausgearbeitet ist (Fig. 2). Diese .Hohlringe K' und L' stehen durch je einen Kanal K und Z,, welche in die Scheibe C eingegossen sind, mit entsprechend gegossenen Kanälen im Kolben D in Verbindung, und zwar münden die Kanäle des Kolbens durch Oeffnungen b und e jeder auf eine Kolbenseite aus. Es ist auch eine einfachere Anordnung möglich, indem man die Kanäle K und L nicht in den eigentlichen Kolben führt, sondern sie an der Scheibenaufsenkante dicht vor und hinter dem Kolben ausmünden läfst (s. Fig. 4a). Neben dem Gehäuse M sitzen vor beiden Kopfflächen desselben zwei geschlossene Kasten von ringförmigem Querschnitt N und O im Gestell, deren gegen das Gehäuse M stofsende Flächen dampfdicht an die Kopfflächen m und η des Gehäuses schliefsen und so über M fassen, dafs das Gehäuse sicher geführt in jenen Kasten umlaufen kann. Von den beiden Kasten N und O dient einer als Dampfzuführungs-, der andere als Dampfablafsrohr, und zwar ist jeder Kasten mit zwei Zu- bezw. Ableitungsstutzen versehen (Fig. 2 und 5), damit für umzusteuernde Maschinen dieselben Kasten .abwechselnd für Zu- und Ableitung des Dampfes benutzt werden können. In der Zeichnung (Fig. 2) tritt das treibende Fluidum, als welches sowohl Dampf wie comprimirte Luft oder ein anderes Agens benutzt werden kann, durch den oberen Stutzen in N ein, strömt durch Kanal m in den Hohlring K' und von hier durch Kanal K aus der Oeffnung b vor den Kolben D.

Um nun den Kolben im Ringkanal B vorwärts (Fig. i, Pfeilrichtung) zu treiben, mufs eine Stützfläche, für den Dampf etc.' in diesem ■ Kanal geschaffen werden, und dies geschieht auf folgende Weise. Diametral gegenüberliegend sind auf einer Seite zwei Kasten E und E' an das Ringgehäuse A gegossen oder mit demselben verschraubt. In diesen Kasten sind rechtwinklig zum Ringkanal B je ein Schieber F bezw. jF' geführt, welche, in Nuthen laufend, bis quer durch jenen Kanal geschoben werden können, womit B in zwei gleich grofse von einander abgeschlossene Räume zerlegt wird. Wenn in diesem Zustande das treibende Fluidum, wie in Fig. ι.'. gezeichnet, aus Oeffnung b in den Arbeitsraum B tritt, so findet es in dem Schieber F eine feste Stützwand und treibt nun den Kolben D vorwärts, setzt mithin Welle P in Umdrehung. Auf derselben Seite, an welcher die Kasten E im Maschinengestell sitzen, ist auf die Triebwelle eine Muffe H gekeilt. In diese Muffe ist rechtwinklig zur Längenachse der Maschine eine Nuth α eingefräst, welche an einer Stelle, nach aufsen gerichtet, eine

C \ - förmige Ausbauchung aufweist (Fig. 2).

Die Schieber F und F' sind mit Führungsstangen G und G' versehen, welche dampfdicht aus den Kasten E bezw. E'' herausgeführt und aufserhalb derselben rechtwinklig umgebogen sind. Diese Schenkel der Führungsstangen G und G' endigen in Führungsrollen r, welche in die vorerwähnte Nuth ά der Muffe H greifen. Bei der Drehung der ■ Welle P gleiten die Rollen zunächst in der rechtwinklig zur Drehachse stehenden Nuth a, je mehr aber Kolben D sich dem Verschlufsschieber F im Kanal B nähert, desto näher rückt auch Führungsrolle r' der Ausbauchung der Nuth. Wenn D kurz vor F' angelangt ist, tritt r' in den nach auswärts gerichteten Ast c der Führungsnuth, und Schieber F' wird bei der Weiterdrehung aus dem Kanal B in den Kasten E' gezogen. Sobald Kolben D Schieber F[ passirt hat, tritt Führungsrolle r' in den einwärts gebogenen Ast d der Nuth α und Schieber F' wird .-wieder in den Kanal B zurückgeschoben, so dafs der Dampf etc. nun an der Wand F' seine Stütze findet. Sobald sich Kolben D dem Schieber F nähert, tritt dessen Führungsrolle r in die Ausbauchung c d der Nuth a, und das geschilderte Spiel wiederholt sich. Der verbrauchte Dampf, welcher in der, Kanalhälfte links zwischen F und F' zurückgeblieben war, wird nunmehr beim zweiten Kolbenhub durch Oeffnung e des Kolbens in den Kanal L und den Sammelraum L' geprefst, um von hier aus durch Schlitz η in den Dampfablafskasten O auszuströmen.

Die Dampf kasten N und O sind durch vier Arme N' bezw. O' am Ringgehäuse A befestigt (Fig. 2 und 3). Um zwischen C und A stets dampfdichten Verschlufs zu halten, sind kleine, leicht auswechselbare Zwischenlegscheiben g zwischen dem Tragring Q. und Scheibe C eingelegt, deren Anziehen bezw. Auswechseln bei stärkerer, Abnutzung dichten Verschlufs nach aufsen sichert.

Die zweite Stelle in der Maschine, welche bei Abnutzung Undichtigkeiten zeigt, ist der Anschlufs der Dampf kasten .N und O an das Gehäuse M. Hier sind, um den Abschlufs zu sichern, Schellen K um den Stofs zwischen N bezw. O und M gelegt, welche durch die Verbindungsschraubenbolzen / nachgezogen werden können. Auch kann eine Nachstellung der Dampfkasten N oder O gegen das Gehäuse M stattfinden, wenn (wie in Fig. 2 und 3 gezeichnet) bei h Winkeleisen i auf den Armen N' bezw. O' befestigt werden, durch welche Schrauben j gezogen sind, deren Anziehen ein Vorrücken der Dampfkasten gegen das Gehäuse bewirkt.

Der Austritt des verbrauchten Dampfes braucht nicht durch den Kolben, sondern kann eventuell auch durch Oeffnungen erfolgen, welche im Gehäuse A angebracht sind, und die dann durch besondere Rohranschlüsse mit dem Dampfauspuffrohr in Verbindung stehen (Fig. 7). In diesen Rohranschlüssen liegen dann die Absperrorgane, welche durch Excenter oder auf sonstige beliebige Art und Weise von der Maschinenwelle bethätigt und, entsprechend dem Lauf des Kolbens in einer Ringhälfte, in der anderen Ringhälfte offen gehalten werden.

Bei der. in Fig. 1 und 2 gezeichneten Anordnung des Motors findet ein fortwährender Dampfzuflufs in den Cylinderring während der Arbeit statt, weil die Oeffnung des Dampfkastens N gegen die Kolbentragscheibe eine ununterbrochene, ringförmige ist. Um nun eine gewisse Expansion zu erzielen, - ist die Anordnung Fig. 5 und 6 getroffen. Die gegen einander stofsenden Flächen von M und IV sind senkrecht abgeschnitten und zwischen beiden liegt ein Schieber S¹. In der Kolbenscheibe ^l ist der Zuflufskanal natürlich nicht ringförmig offen, sondern besteht aus zwei Ringstücken s und s' (s. die Ansicht Fig. 6). Der Expansionsschieber S hat in demselben Ring mit diesen Einlafsöffnungen zwei Ausschnitte (s. Fig. 6, oben besonders gezeichnet), und es kann Dampf in den Kanalring K nur dann einströmen, wenn die Oeffnungen s und s' nicht von dem Schieber bedeckt sind, sondern in dessen Ausschnitten liegen. Während der Zeit, wo die Kanäle im Gehäuse von der Schieberwand bedeckt sind, kann kein frischer Dampf in die Kolbenscheibe strömen, und es

findet mithin eine Expansion im Ring B statt, deren Dauer von "dem Verhältnifs der Gröfse der Oeffnungen s s' im Gehäuse zu der Gröfse der Ausschnitte im Schieber S abhängig ist, indem die Expansion um so länger währt, je kleiner sowohl die Einlafskanäle als auch die Schieberausschnitte sind. Wenn in der Ruhestellung die Lage der Dampfeintrittskanäle zufällig wie in Fig. 6 gezeichnet sein sollte, so braucht der Schieber S nur seitlich herausgezogen zu werden, damit die Einlafskanäle für Dampfeintritt frei liegen. Sobald die Maschine in Gang, wird der Schieber wieder eingeschoben, und es findet Dampfeintritt in den (Zylinderring nur statt, wenn die beiden Einlafskanäle s s' die Schieberöffnungen passiren.

Da bei grofsen Maschinen der Hub der die Verschlufsschieber Fsteuernden Muffe //(welche auch als Daumen ausgebildet sein kann) ein sehr grofser wird, so kann hier die Anordnung getroffen werden, durch Hebelbewegung den Antrieb der Schieber zu bewirken.

Ferner ist es möglich, auf einer Welle mehrere, der vorbeschriebenen Motoren. anzuordnen, welche in der Art und Weise zu betreiben wären, dafs hochgespannter Dampf in den ersten Motor eingeleitet wird, durch dessen Dampfauslafskasten der Abdampf dem zweiten Motor zugeführt würde etc., bis der ausgenutzte Dampf zuletzt einem Condensator zuströmt.

Es wurde bereits erwähnt, dafs die Dampfkasten N_ und O mit doppelten Stutzen versehen sind, um eventuell eine Umsteuerung der Maschine vornehmen zu können. In Fig. 2 und 5, wo die Maschine nur für Vorwärtsgang gezeichnet ist, sind die beiden anderen Stutzen mit Blindscheiben geschlossen. In Fig. 7 ist dagegen gezeigt, in welcher Art die Einrichtung zu treffen sei, wenn die Maschine vor- und rückwärts laufen soll. Die beiden Einlafsstutzen N und O sind seitlich oder über der Maschine zusammengeführt, und ein Dreiweghahn T gestattet, von dem Hauptdampfrohr aus die eine oder andere Seite zu speisen. Selbstverständlich müssen die Auspuffrohre (die in zugehöriger Ausführung entsprechend Fig. 2 in Fig. 7 nicht gezeichnet sind) dann ebenfalls zusammengeführt und durch einen Dreiweghahn mit dem Hauptablafsrohr verbunden sein.

In Fig. 8 ist noch eine eigenthümliche Ein—-richtung gezeichnet, mit der bei Maschinen ohne Expansion eine verschiedene Arbeitsleistung erzielt werden kann durch Zuführung verschieden grofser Dampfmengen in verschieden weiten Rohren R und R'. Die beiden Zuleitungsrohre kommen vom Dampferzeuger her und sind mit Absperrorganen T' und T" eigener Anordnung versehen. Die beiden Organe liegen über einander und stehen derart unter einander in Verbindung, dafs sie sich nur gleichzeitig bewegen können.

Beide Organe sind, ähnlich den Winkelhähnen, mit solchen Durchbohrungen des Hahnkükens ausgeführt, dafs sie sich gleichzeitig schliefsen können, tlafs jedoch bei Oeffnung von T' T" geschlossen bleibt, und umgekehrt. Hierdurch hat man es in der Hand, entweder durch das weite oder das enge Rohr zu speisen. Das Dampfauslafsrohr wird natürlich den Dimensionen des gröfsten Zulafsrohres entsprechend ausgeführt. Auch in dieser Anordnung kann man die Maschinen für Vor- und Rückgang verwenden, weil die auf der anderen Seite (Fig. 8, hinten, deshalb nicht gezeichnet) liegenden Einlafsrohre durch das Absperrorgan geschlossen gehalten werden können, während T' oder T" offen sind. Es müssen hierbei allerdings auch wieder die zu den Einlafsrohren auf der Gegenseite liegenden Auslafsrohre mit Abschlufsorganen versehen sein, die entsprechend den Dampfeinlafsorganen geschlossen oder geöffnet werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   An solchen Kraftrnaschinen mit in ringförmigem Gehäuse sich fortdrehendem, an der Kraftwelle befestigtem Kolben, bei welchen in dem Gehäuse als Scheidewände vorhandene Schieber für den durch die Kraftflüssigkeit auf den Kolben ausgeübten Druck als Stützflächen dienen und mittelst Steuerungsgetriebe herausgezogen werden, sobald der Kolben in die Nähe dieser Schieber gelangt, die Anordnung ringförmiger Kammern zur Aufnähme der eintretenden und abgehenden Kraftflüssigkeit auf beiden Seiten der die Zu- und Abführungskanäle zum Gehäuse enthaltenden Kolbenscheibe in solcher Art, dafs jede der beiden Kammern sowohl mit dem Zuleitungsals mit dem Auspuffrohre verbunden ist, um durch einzustellende Dreiweghähne abwechselnd behufs Umsteuerung der Maschine die Druckflüssigkeit in eine der beiden Kammern durch, das Zuleitungsrohr eintreten zu lassen, wobei dann durch die andere der beiden Kammern der Austritt der Flüssigkeit nach dem Auspuffrohre erfolgt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.