DE51718C

DE51718C - Control for single-acting steam engines

Info

Publication number: DE51718C
Application number: DENDAT51718D
Authority: DE
Original assignee: W. O. worth und J. D. worth in Cedar Rapids, V. St. A
Anticipated expiration: 1909-03-20

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

KLASSE 14: Dampfmaschinen.CLASS 14: Steam Engines.

Diese Erfindung bezieht sich auf Neuerungen an Dampfmaschinen, bei denen die bewegten Theile in einem Kasten oder Mantel eingeschlossen sind, welcher den Schmierstoff enthält. Zweck der Erfindung ist, die Wirksamkeit der Maschine zu erhöhen, ihre Herstellungskosten zu vermindern und ihr Aussehen zu verbessern.This invention relates to innovations in steam engines in which the moving Parts are enclosed in a box or jacket which contains the lubricant. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the machine, its manufacturing costs to diminish and improve their appearance.

Fig. ι ist ein mittlerer Längsschnitt quer zur Kurbelachse der Maschine,Fig. Ι is a central longitudinal section transverse to the crank axis of the machine,

Fig. 2 ein Horizontalschnitt nach den Linien a-a bezw. b-b von Fig. 1,Fig. 2 is a horizontal section along the lines aa respectively. bb of Fig. 1,

Fig. 3 ist eine Ansicht des Kopfes auf der linken Seite des Maschine, von innen nach dem Cylinder zu gesehen,Fig. 3 is a view of the head on the left side of the machine, from inside to Cylinder too seen

Fig. 4 ein Verticalschnitt durch denselben nach der Linie c-c von Fig. 1,Fig. 4 is a vertical section through the same along the line cc of Fig. 1,

Fig. 5 ein Längsschnitt durch die Maschine nach der Linie d-d von Fig. 6,FIG. 5 shows a longitudinal section through the machine along the line dd of FIG. 6,

Fig. 6 eine Endansicht derselben bezw. ein Schnitt nach der Linie e-e von Fig. 5;Fig. 6 is an end view of the same respectively. a section along the line ee of FIG. 5;

Fig. 7 zeigt im Schnitt eine Modification in der Construction des Auspuffventils und dessen Verbindungen nach der Linie g-g von Fig. 8 undFig. 7 shows in section a modification in the construction of the exhaust valve and its connections according to the line gg of Fig. 8 and

Fig. 8 ist ein Schnitt nach der Linie f-f von Fig. 7.FIG. 8 is a section along line ff of FIG. 7.

Der Mantel A erhält zweckmäfsig die aus der Zeichnung ersichtliche Gestalt; der mittlere Theil ist erweitert und nach dem Längsschnitt rund ausgebildet, während die Endtheile im Querschnitt halbrund sind, wie aus Fig. 6 ersichtlich. Diese Construction giebt der Maschine ein symmetrisches und gefälliges Aussehen und ermöglicht eine einfache und vortheilhafte Anordnung der Dampfwege und anderer Theile.The jacket A is appropriately given the shape shown in the drawing; the middle part is enlarged and round after the longitudinal section, while the end parts are semicircular in cross-section, as can be seen in FIG. This construction gives the machine a symmetrical and pleasing appearance, and enables a simple and advantageous arrangement of the steam paths and other parts.

Ueber dem offenen, mittleren Theil des Mantels sind Köpfe B B mit den Nabentheilen B¹B¹ befestigt, die als Büchsen für die Kurbelwelle E dienen. Die inneren Enden dieser Buchsen dienen auch als seitliche Lager, sofern sie den Flächen des Rades G und Excenters H oder, wenn solche fehlen, geeigneten Muffen auf der Welle gegenüberliegen. Heads BB with hub parts B ¹ B ¹ , which serve as bushings for the crankshaft E, are attached above the open, central part of the jacket. The inner ends of these bushings also serve as lateral bearings, provided that they are opposite the surfaces of the wheel G and eccentric H or, if they are missing, suitable sleeves on the shaft.

In den Endtheilen des Mantels sind die Cylinder A¹A' angeordnet, die an beiden Enden offen sind. Diese Cylinder können als ein Gufsstück mit dem Mantel selbst, Eig. 1, oder getrennt hergestellt und in letzterem Falle in den Mantel eingeführt werden, Fig. 6. Letztere Construction ist vorzuziehen, wobei der Mantel gerade durchbohrt wird, während die geraden, entsprechend abgedrehten Cylinder in ihre Stellung eingedrückt werden. In diesem Falle können die Cylinder aus Gufseisen hergestellt werden, das in gewöhnlicher Weise abgedreht und gebohrt wird, oder es können einfache Stücke von gezogenem Stahlrohr zur Anwendung kommen. Solche Cylinder sind, nicht nur viel leichter als gegossene, sondern auch, dauerhafter und viel leichter für den Zweck passend herzustellen; zur Erhöhung der Dauerhaftigkeit können sie gehärtet werden.In the end parts of the mantle the cylinders A ¹ A ' are arranged, which are open at both ends. These cylinders can be used as a casting with the jacket itself, Eig. 1, or manufactured separately and, in the latter case, inserted into the jacket, Fig. 6. The latter construction is preferable, the jacket being pierced straight through while the straight, appropriately twisted cylinders are pressed into their position. In this case the cylinders can be made of cast iron which is turned and drilled in the usual way, or simple pieces of drawn steel tubing can be used. Such cylinders are not only much lighter than cast ones, but also more durable and much easier to manufacture to fit the purpose; they can be hardened to increase durability.

Der obere Theil des Mantels ist doppelt; den Raum zwischen den beiden Mänteln bilden die Wege für den Dampf g und den Abdampf h. Mit diesen Wegen communiciren bezw. am oberen und mittleren Theil desThe upper part of the mantle is double; the space between the two jackets is formed by the paths for the steam g and the exhaust steam h. With these ways communicate resp. on the upper and middle part of the

Mantels Rohre da, wo die Wege- mit dem Innern der Köpfe DD durch Oeffhungen g" und h" in Verbindung stehen. Die Verbindung des Dampfweges mit dem Kopfe ist direct, während die des Abdampfes mittelbar erfolgt.Mantle tubes where the pathways are connected to the interior of the heads DD through openings g " and h" . The connection of the steam path with the head is direct, while that of the exhaust steam is indirect.

Der mittlere Theil des Mantels, in welchem die Kurbel umläuft, bildet eine Kammer, welche OeI oder OeI und Wasser zum Schmieren der bewegten Theile der Maschine enthält. In der Praxis wird zweckmäfsig OeI und Wasser angewendet, d. h. man läfst die Condensationsproducte in diese Kammer treten. Die Oberfläche der Flüssigkeit wird zweckmäfsig auf einem Niveau gehalten, das etwas über dem Boden des Kurbelmechanismus bei tiefster Lage desselben liegt, so dafs eine verhältnifsmäfsig geringe Bewegung der Flüssigkeit veranlafst wird und das OeI auf der Oberfläche des Wassers bleiben kann. Dieser Flüssigkeitsstand wird mittelst eines Ueberlaufrohres η aufrecht erhalten, das aus dem Mantel herausführt, und dessen unteres Ende nahe dem Boden der Kammern liegt, so dafs nur Wasser aus diesem Rohr austritt.The middle part of the mantle, in which the crank revolves, forms a chamber which contains oil or oil and water for lubricating the moving parts of the machine. In practice, oil and water are expediently used, ie the condensation products are allowed to enter this chamber. The surface of the liquid is expediently kept at a level slightly above the bottom of the crank mechanism at its lowest position, so that a comparatively small movement of the liquid is caused and the oil can remain on the surface of the water. This liquid level is maintained by means of an overflow pipe η which leads out of the jacket and whose lower end lies near the bottom of the chambers, so that only water emerges from this pipe.

Nahe den Enden des unteren Theiles des Mantels sind andere Kammern durch die Wände A" hergestellt, und diese Kammern communiciren direct mit dem Ausströmungskanal /;. Die Kammern sind ebenfalls zur Aufnahme von OeI und Wasser eingerichtet, welche in die mittlere Kammer durch selbsttätig in Function tretende Ventile PP abgeleitet werden. Letztere sind gewöhnliche Wasserhähne, deren Küken Arme k mit Schwimmern j besitzen. Sobald das Condensationswasser in diesen Kammern steigt, werden die Schwimmer gehoben und die Hähne, wie aus Fig. 5 ersichtlich, geöffnet. Der Flüssigkeitsstand des Oeles und Wassers ist in diesen Kammern etwas höher als in der mittleren Kammer, und es findet eine derartige Adjustirung der Hähne statt, dafs dieselben geschlossen werden, wenn der Flüssigkeitsstand merklich höher als in der mittleren Kammer ist, so dafs ein Durchtritt von Abdampf durch die Hähne niemals eintreten kann.Near the ends of the lower part of the mantle, other chambers are made by the walls A " , and these chambers communicate directly with the outflow channel. The chambers are also arranged to receive oil and water, which automatically function in the middle chamber stepping valves PP. The latter are ordinary water taps, the chicks of which have arms k with floats j . As soon as the condensation water rises in these chambers, the floats are raised and the taps are opened, as can be seen in FIG Water is somewhat higher in these chambers than in the middle chamber, and the cocks are adjusted in such a way that they are closed when the level of the liquid is noticeably higher than in the middle chamber, so that exhaust vapor never passes through the cocks can occur.

In den Köpfen D D sind die Dampfausströmungsventile und die damit in unmittelbarer Verbindung stehenden Theile angeordnet. Bei der dargestellten Maschine sind als solche Ventile Drehschieber vorgesehen; sie sind geeignet, Dampf durch das eine Ende aufzunehmen und ihn durch die Seiten abzugeben.The steam outflow valves and the parts directly connected to them are arranged in the heads DD. In the machine shown, rotary slide valves are provided as such valves; they are capable of taking in steam through one end and releasing it through the sides.

Nach Fig. 1 und 4 ist der Drehschieber K in einem Gehäuse D' des Kopfes D montirt. Die Spindel des Drehschiebers ist mit einem Kurbelarm O, Fig. 5, versehen und erhält durch eine Stange Q von einem Excenter auf der Kurbelwelle Bewegung. Der Schieber kann natürlich auch in bekannter Weise durch ein einfaches Excenter bethätigt werden; damit sich jedoch die Schieberstangen Q Q so viel wie möglich in geraden Linien bewegen, empfiehlt sich die in Fig. 5 dargestellte Anordnung. Anstatt eines Excenters ist eine unrunde Scheibe H' auf der Kurbelwelle zwischen zwei verticalen drehbaren Armen JJ angebracht. Die oberen Enden dieser Arme haben Rollen bb, welche sich an den Umfang der Scheibe H' anlegen, und sind mit den Schieberstangen Q Q gelenkartig verbunden. Eine Feder ρ trachtet die Arme J zusammenzuziehen und die Rollen gegen den Umfang der Scheibe H' zu drücken. Der Dampf gelangt aus dem Drehschieber in den Cylinder durch die Oeffnung g' in den Kopf -D, Fig. 3.According to FIGS. 1 and 4, the rotary slide valve K is mounted in a housing D 'of the head D. The spindle of the rotary valve is provided with a crank arm O, Fig. 5, and is moved by a rod Q from an eccentric on the crankshaft. The slide can of course also be operated in a known manner by a simple eccentric; However, so that the slide rods QQ move as much as possible in straight lines, the arrangement shown in FIG. 5 is recommended. Instead of an eccentric, a non-circular disk H 'is mounted on the crankshaft between two vertical rotatable arms JJ . The upper ends of these arms have rollers bb, which lie against the periphery of the disk H ' , and are connected in an articulated manner to the slide rods QQ. A spring ρ tends to draw the arms J together and to press the rollers against the periphery of the disk H '. The steam passes from the rotary valve into the cylinder through the opening g ' in the head -D, Fig. 3.

Unter dem Dampfschieber liegt das Exhaustventil L. Die Construction dieser Vorrichtung ist sehr verschieden auszuführen; die Zeichnung zeigt zwei solcher Ausführungsformen. Die in Fig. i, 2 und 3 dargestellte Construction ist besonders zweckmäfsig, da sie die Anwendung des erwähnten geraden Cylinders ermöglicht und auch Veranlassung ist, dafs der Abdampf auf einem gröfseren Umwege austritt, wodurch eine bessere Ablagerung des Oeles in den Endkammern des Mantels veranlafst wird, wenn solches mit dem Dampf untermischt sein sollte. Die Vorrichtung besteht aus einem einfachen Gleitschieber L, der auf der inneren Fläche des Kopfes D über dem Ausströmungskanal h' montirt und drehbar mit dem nach innen tretenden Arm des Winkelhebels O verbunden ist, welcher in dem unteren Theil des Kopfes drehbar gelagert ist. Ein nach unten tretender Arm dieses Winkelhebels steht durch eine Stange i mit einem Arm N auf einer hin- und hergehenden Stange M in Verbindung, die durch den Kurbelmechanismus nahe den Hubenden bethätigt wird. Bei der in Fig. 1 und 2' dargestellten Construction geht die Stange M durch ein Loch in dem unteren Theil des Joches cc' und der Ansatz c" tritt mit den Ringen / / auf der Stange M in Eingriff, um dieselbe dadurch nach rück- und vorwärts zu bewegen. The exhaust valve L is located under the steam slide. The construction of this device is very different; the drawing shows two such embodiments. The construction shown in Figs. 1, 2 and 3 is particularly expedient, since it enables the use of the straight cylinder mentioned and also causes the exhaust steam to escape in a larger detour, thereby causing better deposition of the oil in the end chambers of the jacket if such should be mixed with the steam. The apparatus consists of a simple slider L, the montirt h on the inner surface of the head D above the outflow 'and is pivotally connected to the arm passing inside of the angle lever O, which is rotatably supported in the lower part of the head. A descending arm of this bell crank is connected through a rod i with an arm N on a reciprocating rod M operated by the crank mechanism near the stroke ends. In the construction shown in Figs. 1 and 2 ', the rod M passes through a hole in the lower part of the yoke cc' and the projection c " engages the rings / / on the rod M , thereby turning it backwards. and move forward.

In Fig. 5 ist die Construction geändert, um der Aenderung in dem Kurbelmechanismus zu entsprechen. In diesem Falle werden die Ausströmungsventile "direct durch Arme SS bewegt, die auf einer Längsstange M' montirt sind, welche durch einen Winkelhebel V hin- und herbewegt wird, von dem ein Arm mit einer Rolle versehen ist, die sich gegen die unrunde Scheibe H' legt, während der andere Arm zwischen Ringe m auf der Stange tritt. Eine Feder q wirft die Stange nach entgegengesetzter Richtung. Die Construction ist in jedem Falle eine derartige, dafs der Ausströmungskanal plötzlich geöffnet wird und offen bleibt, bis die Kurbelwelle nahezu dieIn Fig. 5 the construction is changed to correspond to the change in the crank mechanism. In this case the outflow valves are moved directly by arms SS mounted on a longitudinal rod M ' which is reciprocated by an angle lever V , one arm of which is provided with a roller which turns against the non-circular disk H. ' while the other arm steps between rings m on the rod. A spring q throws the rod in the opposite direction. The construction in any case is such that the outflow channel is suddenly opened and remains open until the crankshaft is nearly the

Hälfte einer Umdrehung ausgeführt hat, so dafs die Maschine danach einen reichlichen und leichten Auspuff vollzieht.Half of a revolution, so that the machine afterwards an ample and light exhaust takes place.

Da der Abdampf zurück in den Kopf D tritt, wird viel von dem OeI, welches mit dem Dampf untermischt ist, am Böden dieses Kopfes abgelagert und von hier dem Ende der Kammer des Mantels zufliefsen. Aus dieser Kammer wird es dann wieder, wie angeführt, in die mittlere Kammer gelassen. ■Since the exhaust steam passes back into the head D , much of the oil, which is mixed with the steam, is deposited at the bottom of this head and from here flows towards the end of the chamber of the jacket. From this chamber it is then let into the middle chamber again, as stated. ■

Eine Modification in der Construction des Ausströmungsventils ist in Fig. 7 dargestellt. In diesem Falle ist der Cylinder am Ende erweitert und mit versenkter Bohrung versehen. In der Bohrung liegt ein Ring J, der in dem unteren Theil Oeffnungen hat, um das Ende eines Armes S durchtreten und Dampf austreten zu lassen. Zwischen diesem Ring und dem Kopf, der um ein Stück in den Cylinder hineintritt, ist das Ventil L montirt. Das Ventil hat dieselbe Bewegung wie die hin- und hergehende Stange, mit der es durch einen Arm S verbunden ist.A modification in the construction of the outflow valve is shown in FIG. In this case, the end of the cylinder is enlarged and provided with a countersunk hole. In the bore is a ring J which has openings in the lower part to allow the end of an arm S to pass through and steam to escape. The valve L is mounted between this ring and the head, which protrudes a little into the cylinder. The valve has the same movement as the reciprocating rod to which it is connected by an arm S.

In den Cylindern, zwischen deren inneren Enden die Kurbel umläuft, sind gerade, lange und zweckmäfsig hohle Kolben C C angeordnet, die nur durch den Dampf an den äufseren Hubenden bewegt werden, da die inneren Enden der Cylinder, welche in voller Gröfse der Kolben offen sind, diesen Kolben ein- und auszutreten gestatten und als Führung für dieselben dienen. Diese Kolben können mit der Kurbel durch Stangen, Fig. 5, oder durch ein Joch, Fig. i, 2 und 3, verbunden sein. Eine Verbessserung in der Construction dieses Jochmechanismus besteht in der Anbringung von Vorrichtungen, wodurch die verlorene Bewegung, welche durch die Abnutzung der Rollen F auf dem Kurbelzapfen herbeigeführt wird, ausgeglichen wird. Dies geschieht dadurch, dafs man auf dem Kurbelzapfen zwei oder mehr Rollen, zweckmäfsig drei, anbringt und diesen Rollen nur auf der einen Seite des Joches Anlage giebt. Aus Fig. ι ist ersichtlich, dafs der mittlere Theil des halben Joches c' fortfällt und die Rolle nur auf der anderen Seite anliegt. Die Rollen F' F auf jeder Seite liegen jedoch gegen dieses halbe Joch an, dagegen nicht gegen die andere Hälfte, Fig. 2. Durch diese Anordnung ist es möglich, die Theile derart zu adjustiren, dafs sie so dicht als möglich laufen, ohne die Reibung wesentlich zu erhöhen. Die Adjusfirung wird mittelst eines Keiles d bewirkt, der in einer Hälfte des Joches seinen Sitz hat, und zwar zweckmäfsig gegenüber der mittleren Rolle, gegen deren Fläche er anliegt. Der Keil wird durch Schraubenmuttern an dem unteren Ende_/ nach unten gezogen und eine Feder e hält ihn nach entgegengesetzter Richtung gedrückt.In the cylinders, between the inner ends of which the crank rotates, straight, long and expediently hollow pistons CC are arranged, which are only moved by the steam at the outer stroke ends, since the inner ends of the cylinders, which are open to the full size of the pistons to allow this piston to enter and exit and serve as a guide for the same. These pistons can be connected to the crank by rods, FIG. 5, or by a yoke, FIGS. 1, 2 and 3. An improvement in the construction of this yoke mechanism consists in the attachment of devices, whereby the lost movement, which is brought about by the wear of the rollers F on the crank pin, is compensated. This is done by attaching two or more rollers, expediently three, to the crank pin, and giving these rollers abutment only on one side of the yoke. From Fig. 1 it can be seen that the middle part of half the yoke c 'is omitted and the roller rests only on the other side. The rollers F'F on each side, however, rest against this half yoke, but not against the other half, Fig. 2. By this arrangement it is possible to adjust the parts in such a way that they run as close as possible without the Significantly increase friction. The adjustment is effected by means of a wedge d , which is seated in one half of the yoke, specifically opposite the central roller against the surface of which it rests. The wedge is pulled down by nuts at the lower end_ / and a spring e keeps it pressed in the opposite direction.

Die Construction der Maschine ist eine derartige, dafs nahezu jeder Theil auf der Drehbank fertiggestellt werden kann, und dafs die Bearbeitung durch Hobeln auf ein Minimum beschränkt ist. Hierdurch werden aber die Herstellungskosten wesentlich verringert.The construction of the machine is such that almost every part is on the lathe can be completed, and that machining by planing is kept to a minimum is limited. However, this significantly reduces the manufacturing costs.

Es ist ersichtlich, dafs, wenn getrennte Cylinder in Verbindung mit dem äufseren Mantel in Anwendung kommen, ihre Seiten einen Theil der Wandung der Dampfwege und der be-. schriebenen Kammern bilden; dies ist Veranlassung, dafs die Arbeit der Montirung des Mantels eine sehr einfache und leichte wird. Ein weiterer Vortheil der Anwendung herausnehmbarer Cylinder besteht darin, dafs sie nach Abnutzung aus dem Mantel herausgedrückt und durch neue ersetzt werden können; der Mantel bleibt brauchbar und bedarf danach niemals eines Ersatzes.It can be seen that when separate cylinders are in communication with the outer mantle come into use, their sides a part of the wall of the steam paths and the loading. to form written chambers; This is the reason why the work of assembling the Coat becomes a very simple and easy one. Another advantage of using removable Cylinder consists in the fact that, after being worn, it is pushed out of the jacket and can be replaced by new ones; the coat remains usable and never needs it a replacement.

Die Stange M liegt nach Fig. 1 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels. Dies ist Veranlassung, dafs der Schlag durch die Berührung des Ansatzes c" mit den Ringen Il unhörbar oder wesentlich gedämpft wird.According to FIG. 1, the rod M lies below the liquid level. This causes the blow to be inaudible or substantially attenuated by the contact of the attachment c " with the rings II.

Claims

Patent claim:

A control device for single-acting steam engines with 'two cylinders open on both sides, between which the crankshaft is, and whose pistons are connected by a yoke or rods, characterized by the movement of the control slide means of the yoke BEZW. a non-circular disc (H ') attached to the eccentric shaft, which acts against the rolling of the rotatable lever (J) under the action of a spring, on which the handlebars of the slides engage, while the exhaust valves connected by a rod (M) with stops move also indirectly through the yoke respectively. the non-round disc is initiated on the eccentric shaft.

For this purpose ι sheet of drawings.