DE49091C - Dampfmaschine mit hin- und hergleitendem Cylinder - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT. \<ä

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Die Erfindung besteht in der Construction einer Dampfmaschine, deren arbeitende Theile in einem Kasten mit doppelten Seitenwänden eingeschlossen sind, und bei welcher die offenen Enden des Cylinders zwischen den glatten Oberflächen der inneren Seitenwände des Kastens auf- und abgleiten. Der Kolben ist concentrisch auf dem Kurbelzapfen montirt und dreht sich daher mit diesem Zapfen um die Kurbelwelle, während der Cylinder sich zwischen genannten Seitenwänden auf- und abwärts bewegt. Gleichzeitig hat der Kolben eine relative Drehbewegung um den Kurbelzapfen.

Fig. ι ist ein Verticalschnitt durch die Maschine nach der Linie a-b der Fig. 2,

Fig. 2 ein Horizontalschnitt durch dieselbe nach der Linie c-d der Fig. i,

Fig. 3 ein Horizontalschnitt durch die Mitte eines Kolbenendes und dessen zugehörige Theile,

Fig. 4 ein Verticalschnitt durch das entgegengesetzte Ende des Kolbens,

Fig. 5 ein Verticalquerschnitt durch den Kasten nach der Linie e-f der Fig. i,

Fig. 6 ein Verticalschnitt eines Theiles eines Kolbens von etwas veränderter Construction,

Fig. 7 ein Horizontalschnitt desselben Kolbens und

Fig. 8 ein Verticalquerschnitt durch die Mitte ■ der an einen der Kastendeckel angegossenen Schmierbüchse.

Die arbeitenden, die Erfindung kennzeichnenden Theile der Maschine befinden sich in einem Kasten A mit doppelten Seitenwänden, Fig. i. Die inneren Seitenwände A¹ sind vertical, die äufseren Seitenwände ausgebaucht. Vorn und hinten ist der Kasten A durch Deckel B B, oben durch einen Deckel C und unten durch die Grundplatte M geschlossen. In der Mitte der Deckel BB befinden sich Büchsen .B¹S¹ für die Lagerung der Kurbelwelle G. . Der Cylinder D ist mit Flantschen D¹ D¹ versehen, welche auf den glatten inneren Seitenwänden A¹ gleiten. In diesem Cylinder und unmittelbar mit dem Kurbelzapfen G¹ verbunden, bewegt sich der Kolben E, welcher auf beiden Seiten ausgeschnitten ist, so dafs er nicht in Berührung mit den von beiden Seiten in denselben hineinragenden Kurbelarmen kommt. Der Cylinder besteht aus zwei Theilerr, welche gleich lang sind und oben und unten, also an denjenigen Stellen, wo die gröfste Abnutzung durch den Kolben stattfindet, dicht an einander anschliefsen, so dafs sie an diesen Stellen dem Kolben eine ununterbrochene Auflage darbieten. Die beiden Theile sind der Längenrichtung nach verstellbar gemacht, um eine dichte Auflage der Cylinderflantschen an den inneren Seiten wänden A¹ stets zu sichern. Zu diesem Zwecke sind oben und unten am Rande der beiden Theile des Cylinders, da, wo dieselben zusammenstofsen, Naben angebracht, in welchen Keile b b eingesteckt sind, deren schräge Seitenflächen mittelst Federn d gegen die entsprechend abgeschrägten Flächen der Cylindertheile drücken und dieselben nach entgegengesetzten Richtungen nach aufsen pressen. Auf beiden Seiten befinden sich Oeffnungen für die Kurbelwelle in den an einander stofsenden Rändern der beiden Cylinderhälften, wie Fig. 2 zeigt.

Der Kasten A enthält zwei Dampfkammern,' von welchen die gröfsere, K, für den aus-

strömenden Dampf bestimmt ist. Aus derselben führen von den beiden einander gegenüberliegenden Seitenwänden die Oeffhungen K¹K¹ in den inneren Kasten, und zwar ist die eine Oeffnung oberhalb, die andere unterhalb der Mittellinie, wie Fig. ι zeigt. Der obere Theil dieser Kammern communicirt durch den oberen Deckel C mit dem Ausströmungsrohr. Längs der eben beschriebenen gröfseren Dampfkammer K befindet sich eine kleinere, welche mit dem Dampfeinströmungsrohr in Verbindung steht und von dem cylindrischen Ventilkasten A" umgeben ist. Von diesen Ventilkästen, welche ungefähr in der Mitte des Kastens liegen, führen Kanäle L¹ L¹ durch die inneren Seitenwände A¹ A\ und zwar in demselben Verticalabstand von der Mitte des Ventilkastens wie die Oeffnungen K¹ für die Ausströmung, und denselben gegenüberliegend. In diesem Ventilkasten sind die konischen Drehventile JJ montirt, deren Sitze durch Büchsen 11 mit seitlichen Kanälen i i gebildet sind, welche abwechselnd durch die Bewegung der Ventile geöffnet und geschlossen werden. Diese Ventile sind "mit Achsen η versehen, an deren Enden Hebel ο aufgesteckt sind.

Die Ventile werden mit Hülfe eines Excenters N verstellt. Dasselbe bildet einen Theil eines schon bekannten, mit einer zur Ausgleichung des Gewichtes von Kurbel, Kolben und Cylinder dienenden Scheibe H zusammenwirkenden Regulators.

Das genannte Excenter ist mittelst der Stangen O P mit den Hebeln der Ventilachsen verbunden.

Die Wirkungsweise der Maschine ist wie folgt: Bei der in Fig. ι gezeichneten Stellung strömt frischer Dampf durch den oberen Dampf kanal L¹ ein, weshalb die Kurbelwelle gezwungen ist, nach der Richtung des Pfeiles, Fig. i, zu rotiren. Bei der Umdrehung der Kurbelwelle werden Kolben und Cylinder notwendigerweise von der Kurbel geführt, und zwar bewegt sich bei der Stellung Fig. ι der Kolben von links nach rechts. Während der Cylinder sich bei der ersten' Hälfte des Hubes aufwärts bewegt, geht er bei der zweiten Hälfte abwärts, bis das linke offene Ende des Cylinders, in welches bei der Stellung Fig. ι Dampf einströmt, bei seinem Niedergang die Ausströmungsöffnung K¹ erreicht. Nun strömt am linken Ende des Cylinders der Dampf aus, während gleichzeitig die Einströmungsöffnung für frischen Dampf auf der entgegengesetzten Seite des Cylinders sich öffnet und der Kolben seinen Hub von rechts nach links anfängt.

Die Dampfvertheilung wird mithin vom Cylinder selbst, unabhängig von denTentilen bewirkt, und letztere haben nur den Zweck, die Menge des zuströmenden Dampfes zu reguliren.

Da diese Ventile mit dem Excenter verbunden sind, so kann durch dieselben der Dampf an irgend einem beliebigen Punkt des Kolbenhubes abgeschnitten werden.

Durch die beschriebene Construction ist es möglich, indem man die in den Cylinder einströmende Dampfmenge vollständig reguliren kann, beinahe augenblicklich frischen Dampf in den Cylinder einströmen und denselben ebenso schnell wieder ausströmen zu lassen, weil die Dampf-Ein- und -Ausströmungsöffnungen durch die mit der Geschwindigkeit des Kurbelzapfens erfolgende Bewegung des Cylinders geöffnet und geschlossen werden.

Der Cylinder hat an jedem Ende einen nach innen vorspringenden Flantsch, welcher eines- , theils dazu dient, das aufliegende Cylinderende durch den auf diesen Flantsch wirkenden Rückdruck des Dampfes gegen die glatte Fläche der inneren Seitenwand zu pressen und andererseits auch eine Voreilung bewirkt, welche bei der im Verhältnifs zur Länge der Kurbel grofsen Oeffnung des Cylinders zum vortheilhaften Gang der Maschine nothwendig ist. Da bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle das Gewicht des Cylinders, Kolbens und der Kurbel gehoben werden mufs, so sind, als Gegengewichte die Scheiben H auf der genannten Welle auf jeder Seite des Cylinders festgekeilt. Die eine dieser Scheiben dient, wie schon angeführt, als Theil eines Regulators. Aufserdem baben diese Scheiben den Zweck, die Schmierflüssigkeit auf die im Kasten angeordneten, arbeitenden Theile der Maschine zu bringen. Um diese Hebung des Oeles von unten sicher auszuführen, sind die Scheiben H am Rande mit einer concentrischen Rinne versehen, wie die Fig. 2 zeigt. Nur ein kleiner Bogen am unteren Theil der Scheiben taucht in das OeI, und es wird durch die ununterbrochene Drehung der Scheiben eine ruhige und gleichmäfsige Oelschmierung der arbeitenden Theile erzielt.

Wie Fig. ι zeigt, ist das für die Schmierung dienende OeI im unteren Theile des Kastens enthalten. Als Ausgleichung beim Verbrauch dieses Oeles soll zum grofsen Theile das Wasser dienen, vvelches sich durch kleine undichte Stellen im Innern des Kastens durch Condensation bildet und zu Boden sinkt. Es ist wünschenswerth, so viel wie möglich eine innige Vermischung von OeI und Wasser zu verhindern, und zu diesem Zwecke erstreckt sich durch einen Theil der Oelkammer ein Diaphragma Q, welches die obere, in Bewegung befindliche Oelschicht von dem unterhalb derselben stehenden Wasser trennt. Unter diesem Diaphragma, auf derjenigen Seite des Kastens, wo das Wasser ruhig steht, befindet sich eine Oeffnung k, welche mit dem Becher R, Fig. 8, an der äufseren Wand eines der Deckel B communicirt. In dem Becher ist ein Loch m

auf derselben Höhe wie der Spiegel des Oeles im Innern des Kastens angebracht.

Infolge dessen kann überschüssiges Wasser abfliefsen und der Spiegel des auf dem Boden des Kastens angesammelten Oeles bleibt auf einer und derselben Höhe. Durch einen bei / angebrachten Hahn kann die im Kasten stehende Flüssigkeit abgelassen werden.

In dem oberen Kastendeckel C ist ein Rohr C¹ für die Ausströmung von im Innern des Kastens entstehenden Gasen angebracht. Durch dasselbe kann auch OeI in die Maschine eingegossen werden. Damit das von den Scheiben H mit in die Höhe gerissene OeI nicht durch den oberen Deckel herausspritzt, ist das untere Ende des Rohres C¹ bei C" auf der nach der Kurbelwelle liegenden Seite hin verlängert.

Der Kolben E wird am besten aus einem Stück gemacht, welches an seinen beiden cylindrischen Enden dampfdicht an der inneren Cylinderwand anliegt und in der Mitte einen die beiden Enden verbindenden schmaleren Steg e hat. In letzterem ist ein viereckiges Loch zur Aufnahme der beiden Lager FF für den Kurbelzapfen.

Zwischen diesen Lagern und dem Steg e sind Keile // eingesetzt behufs Verstellung der Lager bei Abnutzung derselben und des Zapfens. Die keilförmigen Stücke pp, Fig. i, können auch mit den Lagern aus einem Stück gemacht sein. Die Keile f sind mit Schrauben und Muttern zum Stellen versehen.

Die Fig. 3, 4, 6 und 7 zeigen abweichende Einrichtungen zum Verstellen des Zapfenlagers.

In Fig. 3 und 4 sind ein Paar nach beiden Seiten abgeschrägte Keilstücke Z¹/¹ zwischen dem Rücken jeder Lagerhälfte und dem entsprechenden ausgeschnittenen Körper des Steges eingesetzt. Zwischen diese beiden Stücke dringt ein besonderer, durch die Feder j nach innen geprefster Keil h ein, welcher die Keilstücke f¹/¹ aus einander treibt und jeden durch Abnutzung entstandenen Spielraum des Zapfenlagers aufhebt.

Die in Fig. 6 und 7 dargestellte Einrichtung zum Verstellen des Zapfenlagers ist hauptsächlich für kleinere Kolben, bei welchen ein zum Tragen beider Lagerhälften in der Mitte des Kolbens angebrachter Steg nicht zulässig ist. In diesem Falle ist anstatt des Steges eine aus zwei Hälften c¹ c¹ bestehende Büchse in die Aufsenwände des Kolbens eingesetzt, welche von Schultern E¹ gehalten wird. In dieser Büchse sind die beiden Hälften des Zapfenlagers FF angeordnet, welche mittelst Keile, wie schon beschrieben, verstellt werden können.

Anstatt eines durch eine Spiralfeder j selbstthätig wirkenden Keiles h kann auch ein Bolzen mit keilförmigem Kopf h^l und Mutter zum Anziehen der Zapfenlagerhälften angewendet werden.

Da die .Ventilkästen A" A" innerhalb der Dampf kammern KK angeordnet sind, so sind dieselben beinahe ringsum vom ausströmenden,., einen Dampfmantel bildenden Dampf umgeben, wodurch die Temperatur des einströmenden Dampfes möglichst hoch erhalten wird.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Eine Dampfmaschine mit hin- und hergleitendem Cylinder, deren an den Enden offener, die Kurbel umschliefsender Cylinder D aus zwei Hälften besteht, dessen selbsttätige Dichtung mit den inneren Seiten wänden A\ in welchen sich der Cylinder auf- und abbewegt, durch die federnden Keile b b bewirkt wird.

2. Bei der unter 1. bezeichneten Dampfmaschine:

a) die Anordnung der mit federnden Keilen oder Keilstücken versehenen Kurbelzapfenlager im Steg e des Kolbens, Fig. 1, 3 und 4, oder in Büchsen e\ welche zwischen den Schultern E¹ des Kolbens gehalten werden, Fig. 6 und 7;

b) die Schmiervorrichtung, bestehend aus den gleichzeitig zur Ausbalancirung der arbeitenden Theile dienenden, mit concenirischen Rinnen versehenen Scheiben H, dem Diaphragma Q, Oelbecheri? und dem an dem Ausströmungsrohr C angebrachten Oelfänger C".

■ Hierzu ι Blatt Zeichnungen.