DE52131C - Dampfmaschine mit schwingendem i Kolben - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 21. Juni 1889 ab.

Der Gegenstand dieser Erfindung ist eine Dampfmaschine mit schwingendem Kolben. Der Kolben besteht aus einem Flügelpaar, welches an der Cylinderachse befestigt ist. Der Cylinder ist durch Querwände in zwei gleiche Theile getheilt, in welchen je ein Flügel schwingt. , Die DampfVertheilung und die Expansion wird durch besondere Drehschieber bewirkt, welche in entsprechenden Gehäusen ebenfalls schwingen. Der Expansionsschieber steht mit dem Regulator in Verbindung, welcher eine selbsttätige Aenderung der Expansion je nach dem Kraftbedarf bewirkt.

Die Maschine ist auf den acht Blatt Zeichnungen dargestellt, und zwar ist:

Blatt I die Maschine im Aufrifs und in der Seitenansicht, mit dem Schwungrade im Schnitt,

Blatt II der Cylinder mit Vertheilungsschiebergehäuse im Verticalquerschnitt nach der Linie x-y (Blatt III),

Blatt III die Cylinder mit Vertheilungsschiebergehäuse im Horizontalquerschnitt nach der Linie x-y (Blatt III),

Blatt IV, Fig. 1, das Vertheilungsschiebergehäuse im Aufrifs,

Fig. 2 dasselbe im Längsschnitt,

Fig. 3 die Vertheilungsschieber im Grundrifs, Fig. 4 die Stirnansicht eines solchen,

Fig. 5 die Seitenansicht, theilweise geschnitten, Fig. 6 die Hinteransicht,

Blatt V, Fig. i, das Expansionsschiebergehäuse mit Schieber im Aufrifs, theilweise im Schnitt,

Fig. 2 dasselbe im Schnitt,

Fig. 3 die Regulirungsachse des Expansionsschiebers von der Seite gesehen, theilweise geschnitten,

Fig. 4 dieselbe von vorn gesehen,
Fig. 5 die Bewegungsachse des Expansionsschiebers, theilweise im Schnitt,
Fig. 6 dieselbe in der Stirnansicht,
Fig. 7 die sogenannten Zapfenscheiben mit Verbindungsstangen, welche zusammen das Verbindungsglied zwischen der Regulirungsachse und dem Expansionsschieber bilden,

Fig. 8 das Führungsstück der Expansionsschieber in der Vorderansicht,

Fig. 9 dasselbe in der Seitenansicht,
Blatt VI, Fig. 1, die rostförmig durchbrochene feste Unterlagscheibe des Expansionsschiebers in der Stirnansicht,

Fig. 2 dieselbe im Schnitt nach der Linie x-y, Fig. 3 die Expansionsschieber in Stirnansicht, theilweise geschnitten,

Fig. 4 dieselben in der Seitenansicht,

Fig. 5 dieselben im, Schnitt nach der Linie

g 3,

Fig. 6 der halbe Expansionsschieber in der Ansicht,

Fig. 7 die Ringscheibe mit Zapfen, die an der Bewegungsachse des Expansionsschiebers festgekeilt wird, um die Bewegung von der Achse auf die Expansionsschieber zu übertragen,

Fig. 8 dieselbe im Schnitt,

Fig. 9 die eine der Zapfenscheiben aus Fig. 7 (Blatt V) in Stirnansicht,

Fig. 10 dieselbe von vorn gesehen,

Fig. 11 dieselbe im Schnitt nach der Linie x-y, Fig. 9,

Blatt VII, Fig. ι, ein Kolbenflügel im Aufrifs, theilweise geschnitten,

Fig. 2 derselbe im Grundrifs, theilweise geschnitten,

Fig. 3 derselbe in Stirnansicht,

Fig. 4 derselbe im Schnitt nach. der Linie

χ-y, Fig- ι,

Fig. 5 derselbe im Schnitt nach der Linie x-y, Fig. 2,

Fig. 6 derselbe im Schnitt nach der Linie \-u, Fig. 2,

Fig. 7 ein Theil der Cylinderachse im Querschnitt mit Befestigungsbolzen für die Flügel,

Fig. 8 die mittlere Dichtungsleiste für die Kolbenflügel in Seitenansicht,

Fig. 9 dieselben in Stirnansicht,

Fig. ίο dieselbe im Schnitt nach der Linie x-y. Fig. 8,

Fig. 11 die eine der beiden äufseren Dichtungsleisten für die Flügel im Grundrifs,

Fig. 12 dieselbe in Seitenansicht,

Fig. 13 dieselbe im Schnitt nach der Linie

^ΧΎ\ ^FiS· ^lh

Fig. 14 dieselbe in Stirnansicht,

Fig. 15 dieselbe im Schnitt nach der Linie x-jr, Fig. 12,

Fig. 16 eine Feder für die äufseren Dichtungsleisten, Fig. 12,

Fig. 17 eine Seitendichtungsleiste für die Flügel in Vorderansicht,

Fig. 18 dieselbe in Seitenansicht,

Fig. 19 dieselbe im Grundrifs;

Blatt VIII, Fig. 1, der Regulator mit Ingangsetzungsvorrichtung im Aufrifs, theilweise geschnitten,

Fig. 2 der Regulator in Seitenansicht,

Fig. 3 derselbe im Grundrifs,

Fig. 4 die Feder für die Ingangsetzungsvorrichtung in Vorderansicht,

. Fig. 5 das Führungsstück für die Ingangsetzungsvorrichtung im Schnitt.

Der Dampfcylinder A (Blatt II) der Maschinen, der auch eine konische Gestalt haben kann, ist durch Zwischenwände α in zwei Kammern a¹ getheilt, die djirch Kanäle a² (einen auf jeder Seite der Zwischenwand) in Verbindung mit demVertheilungsdrehschiebergehäuseß stehen. Dieses communicirt durch die Kanäle b mit dem Expansionsdrehschiebergehäuse C. In dem Cylinder ist die Cylinderachse D centrisch angebracht. Dieselbe ist mit den Cylinderdeckeln durch Stopfbüchsen dampfdicht gelagert, während sie gegen die Zwischenwände a durch die von den Federn a* beeinflufsten Leisten a³ abgedichtet ist. Die Kolbenflügel d sind in der Cylinderachse schwalbenschwanzförmig eingesetzt und werden durch diametral durchgehende und vernietete Bolzen d¹ gegen Verschieben in der Längsrichtung gesichert.

Die Flügel sind im Detail auf Blatt VII dargestellt. Sie haben das Profil eines Kreisausschnittes und bestehen aus einem dreieckigen, hohl gegossenen Stück, in dem sowohl auf der oberen gewölbten Fläche, als auch in den Seitenflächen Vertiefungen für die Dichtungsleisten ausgespart sind. Die gewölbte Fläche hat drei Dichtungsleisten, von welchen die mittlere, d², an jedem Ende in einen Zapfen endigt, der in eine entsprechende Nuth der Seitendichtungsleiste d^s eingreift. Jede dieser letzteren besteht aus zwei Theilen; zwischen denselben ist eine kurze Spiralfeder dⁱ eingesetzt, welche den oberen Theil λ und damit auch die mittlere der äufseren Dichtungsleisten gegen die Cylinderfläche drückt. Die beiden anderen Dichtungsleisten d^& der gewölbten Fläche, welche sich auf beiden Seiten der mittleren Leiste d² befinden, sind je in zwei Theile getheilt und werden durch eingelegte Spiralfedern d⁶ gegen die Stirnflächen des Cylinders geprefst. Alle Dichtungsleisten, sowohl die oberen, als die seitlichen, sind aufserdem noch mit Blattfedern d¹ versehen.

Das Vertheilungsschiebergehäuse B (Blatt II, III und IV), das durch die Kanäle a² mit den Cylinderkammern communicirt, ist konisch ausgebohrt und hat einen entsprechenden Drehschieber b^x (Detail, Blatt IV). Derselbe ist hohl und öffnet sich sowohl nach einer Seite, als auch nachder gröfseren Grundfläche des Konus. Diese Oeffnüngen b² bezw. b^s haben den Zweck, den gebrauchten Dampf abzuleiten.

Am Umfang des Vertheilungsdrehschiebers sind zwei bogenförmige Vertiefungen £* ausgespart; hierdurch entstehen die Lappen b^h und b⁶, welche die Vertheilung des Dampfes bewirken, indem sie die Dampfkanäle a² zum Cylinder bezw. b vom Expansionsschiebergehäuse schliefsen und öffnen.

Die Kanäle b können doppelt oder mehrfach angeordnet sein; auf Blatt IV sind zwei Reihen angenommen. Der Vertheilungsdrehschieber b¹ (Blatt IV) ist an dem dünneren Ende mit einem Zapfen b¹ versehen, durch welche die Bewegung auf den Vertheilungsdrehschieber übermittelt wird. Derselbe wird durch den Druck einer in dem Gehäusedeckel b^s angebrachten Spiralfeder b° (Blatt IIJ in seinem Gehäuse dicht gehalten, und wirkt diese Spiralfeder £>⁹ auf einen Zapfen b^w und einen bogenförmigen Quersteg bⁿ auf den Drehschieber. Das Expansionsschiebergehäuse C (Blatt V), das durch die Kanäle b mit dem Vertheilungsschiebergehäuse B in Verbindung steht, ist eine cylindrische Kammer, die auf ihrer vorderen Seite mit einer konischen Lagerbüchse für die Bewegungsachse c² des Expansionsschiebers versehen ist.

Zwischen den Verbindungsflantschen des Expansionsschiebergehäuses und denen des Ver-

theilungsschiebergehäuses ist eine mit Ausschnitten e versehene Zwischenscheibe E festgeschraubt (im Detail, Blatt VI, Fig. ι und 2), auf welcher der Expansionsschieber c dampfdicht hin- und hergleitet.

Der Expansionsschieber wird aus zwei oder mehreren um einen gemeinsamen Zapfen -F drehbaren Scheiben c gebildet (auf Blatt V und VI, Fig. 3, 4, 5 und 6, dargestellt), die mit Schlitzen C versehen sind, welche zeitweise mit den entsprechenden Schlitzen der feststehenden Zwischenscheibe E correspondiren.

Der Expansionsschieber erhält seine Bewegung durch die konische Bewegungsachse c², auf deren Flantsch eine Ringscheibe c³ festgekeilt ist (im Detail, Blatt VI, Fig. 7 und 8), die durch Zapfen c* mit den ZapfenscheiBen c⁵ in Verbindung gesetzt sind (im Detail, Blatt V,· Fig. 7, und Blatt VI, Fig. 9, 10 und 11). Diese Zapfenscheiben übertragen wieder durch Zapfen c⁶ und Führungsstücke c¹ (im Detail, Blatt VI, Fig. 8 und 9), die in den Führungsschlitzen c⁸ des Expansionsschiebers gleiten (s. auch Blatt VI, Fig. 3), die Bewegung auf diesen letzteren.

Die Expansion wird durch die mit dem Regulator in Verbindung stehende Achse, Regulirungsachse g ('Blatt V, Fig. 3 und 4), nach dem Kraftbedarf regulirt. Die Regulirungsachse ist in der Bewegungsachse, concentrisch gelagert und mit einer Scheibe g^% versehen, die einen Zapfen g ⁹ trägt, der durch die Verbindungsstange g¹⁰ und den Zapfen c⁹ mit der Zapfenscheibe c⁵ verbunden ist, welche wieder durch den Zapfen c¹⁰, die Stange gⁿ und den Zapfen c^u mit der anderen Zapfenscheibe c⁵ in Verbindung steht. Der Zapfen c¹² ist ein Reservezapfen, um die Stange g"¹⁰ und g¹¹ umtauschen zu können (im Detail, Blatt V, Fig. 7).

Der Regulator (Blatt VIII) besteht aus der mit Kugeln g¹ versehenen und in Ohren auf der Nabe Q. des Schwungrades befestigten schweren Verbindungsstange g², welche ebenfalls als Regulirungsgewicht dient. Von den Endzapfen g* der Querstange g² gehen die Verbindungsstangen g^s nach dem Zapfen g^b, die an der Muffe g^e befestigt sind, welch letztere auf der Hauptachse J gleitet und hierbei durch die auf der Achse befindliche Feder i in entsprechender Nuth geführt wird. Die Muffe g^ß hat eine Rinne g¹, in welcher eine Gabel k geführt wird, die wieder durch einen Zapfen k¹ mit einer doppelarmigen Balancierstange /r² in Verbindung steht, welch letztere drehbar um den Zapfen k^a in dem am Maschinengestell befestigten Bock k^l gelagert ist. Die Balancierstange Ar² ist durch die Verbindungsstange k^b mit einem doppelarmigen Hebel Ä⁶ verbunden, welcher drehbar um den Zapfen k ⁷, Fig. 5, angeordnet ist; dieser Zapfen endigt auf der einen Seite in einen prismatischen Block /c⁸, welcher in der am Gestell angegossenen prismatischen Führung k⁹ durch die von dem Handrad k^u gedrehte Schraubenspindel A:¹⁰ (s. Fig. 5, Blatt VIII) hin- und herbewegt werden kann. Der doppelarmige Hebel k⁶ wird an seinem oberen Ende von der Regulirungsdoppelfeder A:¹² beeinflufst, die um den Zapfen A¹³ drehbar in dem Maschinengestell befestigt ist und durch die Schraube k^u gespannt gehalten wird. Diese Schraube ist durch eine der Federn gesteckt. Ihre Mutter A⁴⁵ ist kugelförmig und versenkt in dem Maschinengestell gelagert. An dem unteren Arm des Hebels k⁶ befindet sich das Zahnradsegment A:¹⁶, welches mit einem gleichartigen, auf der Achse L festgekeilten Zahnradsegment A:¹⁷ in Eingriff steht. Die Achse L steht durch die Kurbel / und die Verbindungs- 1 stange Z¹ mit der Kurbel /² der Regulirungsachse g des Expansionsschiebers in Verbindung (s. Blatt V, Fig. 2). Die Hauptachse J, auf welcher das Schwungrad Q aufgekeilt ist, trägt zwei Excenterscheiben M und N (Blatt I), von welcher M die Expansionsschieber und N die Vertheilungsschieber bewegt.

Die Excenterscheibe M wirkt auf die Expansionsschieber durch die Excenterstange m, die Kurbel m\ die in dem Maschinengestell gelagerte Achse m², die Kurbel m³, die Verbindungsstange ot⁴, ferner durch die auf der im Gestell gelagerten Querachse O festgekeilte Kurbel ot⁵, die Kurbel m⁶, die Verbindungsstange Ot ⁷ und schliefslich durch die auf der Bewegungsachse c² der Expansionsschieber festgekeilte Kurbel m⁸.

Die Excenterscheibe N wirkt auf die Vertheilungsschieber b¹ durch die Excenterstange η, die Kurbel n^l, den im Gestell gelagerten langen Drehzapfen rc² auf den doppelarmigen Balancier n^a und durch diesen auf die Verbindungsstangen n⁴, und schliefslich auf die zum Zapfen b ⁷ der Vertheilungsschieber festgekeilten Kurbeln n⁵.

Die Hauptachse J, die in den beiden Gestellarmen P gelagert ist, trägt zwischen denselben das Schwungrad Q, welches auch als Riemscheibe dienen kann. Die Kraft wird auf dieselbe durch eine auf der Hauptachse aufgekeilte scheibenförmige Kurbel R, die Kurbelstange S, Kurbelzapfen t und Kurbel T von der oscillirenden Kolbenstange D aus übertragen. Dabei wird durch die Wahl einer geringeren Excentricität der Kurbelscheibe R, im Verhältnifs zu derjenigen des Zapfens t der Kurbel T, die schwingende Bewegung der Kolbenstange in eine drehende der Hauptachse J umgesetzt.

Die Zuführung von frischem Dampf geschieht durch das Einlafsrohr U, welches unterhalb des Expansionsschiebergehäuses einmündet (Blatt I und V), während der gebrauchte Dampf durch das Rohr V geht, welches unterhalb des Ver-

theilungsschiebergehäuses ausmündet (Blatt I, II und IV).

Der frische Dampf gelangt durch die Schlitze des Expansionsschiebers und der feststehenden Scheibe E durch die Kanäle b nach dem Vertheilungsschiebergehäuse. Durch das Steuerungshandrad A:?¹ kann der Expansionsgrad bestimmt werden. Aus dem Vertheilungsschiebergehäuse geht der Dampf entsprechend der Bewegung des Drehschiebers b¹ durch die Kanäle a² wechselweise in Cylinderkammern a¹ auf der oberen und unteren Seite der Zwischenwände a. Gleichzeitig wird hierbei der gebrauchte Dampf durch die Cylinderkanäle a² und den Schieberkanal έ² in die Höhlung b³ und von hier in die Abdampfrohre V geprefst und geht dann ins Freie oder zur Condensationsvorrichtung.

Die Schmierung des Cylinders und der Schieberkammern der Maschine erfolgt von einem gemeinschaftlichen Schmierapparate χ (Blatt I), welcher von dem Ring der Excenterscheibe N aus durch die Pleuelstange 21 in Betrieb gesetzt wird.

x²³ bedeutet ein Schmierrohr nahe dem Cylinder.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Eine Dampfmaschine mit schwingendem Kolben, bei welcher der frische Dampf abwechselnd in zwei getrennten, gegen die Kolbenstange durch federnde Dichtungsleisten dampfdicht abgeschlossenen Cylinderkammern zur Wirkung kommt und je einen der an der in Stopfbüchsen gelagerten Kolbenstange befestigten, gegen die Cylinderwandungen durch federnde Leisten abgedichteten Kolbenflügel in der einen bezw. anderen Richtung bewegt, wobei die Vertheilung des Dampfes durch einen schwingenden Hahndrehschieber geschieht, welcher mit einer Höhlung zum Ein- und Auslassen des Dampfes versehen ist (Blatt III), während die Expansion durch einen aus zwei oder mehreren durchbrochenen Scheiben bestehenden Plandrehschieber, welcher sich auf ebenfalls durchbrochener Scheibe bewegt, bewirkt wird, wobei eine Verstellbarkeit der Expansion sowohl von Hand, als auch selbstthätig durch den Regulator vermittelst einer Hebelverbindung mit der um die Bewegungsachse drehbaren Regulirungsachse des Expansionsschiebers bewerkstelligt werden kann (Blatt V, VI und VIII).

   Hierzu 8 Blatt Zeichnungen.