DE53267C - Verbunddampfmaschine - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Verbunddampfmaschine.

In der beiliegenden Zeichnung ist:

Fig. ι eine Endansicht,

Fig. 2 eine Seitenansicht,

Fig. 3 ein Längsschnitt,

Fig. 4 ein Längsschnitt des Ventils der Maschine und eines daran angebrachten Stellringes, Fig. 5 eine Vorderendansicht des Ventils,

Fig. 6 eine hintere Seitenansicht des mittleren Theiles des Cylinderkopfes der Maschine, gegen welchen das Ende des in Fig. 5 dargestellten Ventils Lager findet; Fig. 6 zeigt auch die offenen Enden der Dampföffnungen des Cylinders,

Fig. 7 eine perspectivische Ansicht, durch welche der mittlere Theil des Cylinderkopfes, gewisse Oeffnungen desselben und das Ende des damit in Uebereinstimmung stehenden Ventils dargestellt werden. In dieser Figur ist durch Pfeile die Richtung der Dampfströmungen zwischen den erwähnten Oeffnungen und dem Ventil angedeutet.

In der Zeichnung ist A das Bett der Maschine und B der Cylinderkopf desselben. Letzterer ist auf dem Bett, wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, verbolzt und besitzt zwei Reihen von Dampfcylindern 17 und 19 von ungleichen Durchmessern, die jedoch alle radial zu einem gemeinschaftlichen Mittelpunkt angeordnet sind. Die Cylinder und der Cylinderkopf sind aus einem Stück in bekannter Weise gegossen, abgestützt und befestigt, wie in den Fig. 2 und 3 angegeben. Die Cylinder sind passend gebohrt und ihre äufseren Enden durch die Köpfe 18 Und 20 geschlossen, welche in den Cylinderenden eingeschraubt oder in anderer Art damit verbunden sind.

Die Cylinder haben, wie oben erwähnt, ungleiche Durchmesser, jene mit 17 bezeichneten sind kleiner und dienen als Hochdruck cylinder der Maschine, und die gröfseren Cylinder ig dienen ihr als Niederdruckcylinder.

Der Cylinderkopf -B hat eine mittlere Kammer /, Fig. 3, welche an der Vorderseite des Kopfes offen ist. Dieser Kopf ist mit einer cylindrischen Vertiefung an der hinteren Seite der Kammer J versehen, in welche ein Nabenring 21 von Bronze oder anderem passenden Metall eingesetzt ist. Dieser bildet das Lager für das Ende der Triebwelle, auf welcher die Kurbel befestigt ist. Gerade so viele Dampfwege c sind in dem Cylinderkopf gebildet, wie Cylinder vorhanden sind. Diese Wege reichen von der Hinterseite der Cylinder — in der Nähe ihrer äufseren Enden — in convergirenden Linien bis nach dem Mittelpunkt der Hinterseite des Kopfes oder nach jenem Theil. desselben, welcher durch das Ende des Dampfventils bedeckt ist. Diese Dampfwege c dienen sowohl als Eintritts- als auch als Austrittsöffnungen für die Cylinder; es ist also für jeden Cylinder nur ein einziger solcher Dampfweg vorhanden.

Fig. 6 ist eine vergröfserte Ansicht der Hinterseite des Cylinderkopfes und Fig. 7 zeigt in perspectivischer Ansicht den mittleren Theil der Hinterseite des Kopfes, aus welchen beiden zuletzt erwähnten Figuren die Oeffnungen oder Enden der Dampfwege c ersichtlich sind. Jene mit α bezeichneten leiten zu den Hochdruckcylindern 1.7 und die mit b bezeichneten zu den Niederdruckcylinderri. Die Oeffnungen a und b sind in jenem Theil der Hinterseite des

Cylinderkopfes innerhalb des vorspringenden Ringes y angebracht und liegen sämmtlich in derselben Ebene, haben jedoch verschiedenen Abstand vom Mittelpunkt des Kopfes, d. h. die Oeffnungen α befinden sich am weitesten von der Mitte des Cylinderkopfes und gleich weit von dieser Mitte; die Oeffnungen b dagegen befinden sich am nächsten bei dem' Centrum und auch in gleicher Entfernung von demselben.

Auf dem Ende der Triebwelle, welches in der Kammer J des Cylinderkopfes endigt, sitzt die Kurbel 3, auf welcher der Kurbelzapfen 4 befestigt ist.

Die Kolben 16 haben gewöhnliche Construction und sind mit den Kolbenstangen 14 versehen, von denen jede einen seitlich vorspringenden Arm 15 besitzt, an dessen Ende sich der Kurbelzapfen anschliefst. Eine Muffe 5 von Bronze oder anderem passenden Lagermetall, die an einem Ende einen Flantsch, an ihrem ä'ufseren Ende Schraubengewinde besitzt und mit Schmierlöchern ο in ihren Seiten versehen ist, sitzt auf dem Kurbelzapfen 4. Die Enden der Kolbenstangen 14 sind rund um die Muffe 5 angeordnet, auf derselben in passender Stellung durch einen Metallring F, der über die Arme 15 auf den Enden der Kolbenstangen greift, befestigt. Der Ring 5 wird auf den Armen durch eine Kappe 6 gehalten, welche auf das Ende der Muffe 5 aufgeschraubt ist. Diese Kappe ist zur Aufnahme eines Oelkanals central durchbohrt, wodurch der Kurbelzapfen und. die unmittelbar damit verbundenen Theile automatisch geschmiert werden. Die Kammer J in dem (Zylinderkopf ist durch eine Kappe 12 bedeckt, welche auf der Vorderseite des Kopfes verbolzt ist (s. Fig. 1, 2 und 3). Diese Kappe hat einen Stutzen 13 für eine Oelbüchse. Eine Oeffnung in der oberen Seite des Stutzens communicirt mit einer Längsöffnung in der Kappe, und eine Schmierbüchse 10, die auf die obere Seite des Stutzens aufgesetzt ist, steht mit der erwähnten Längsöffnung der Kappe oder mit einem darin befindlichen Kanal in Verbindung. Dieser Kanal ist mit 9 in Fig. 3 bezeichnet und besteht aus einem Metallrohr, welches in seinen Seiten in der Nähe eines jeden Endes Durchlöcherungen besitzt, welche Oeffnungen in einem Ende mit der Austrittsöffnung des Oelstutzens 10 communiciren. Der Oelkanal 9 reicht mehr oder weniger in die Kammer / hinein. Eine eingeschlossene, zum. Oelen dienende Kurbel 7 besitzt eine Röhre 8, welche nahe einem Ende darauf geschraubt ist und die Oelöffnungen in den Seiten des Oelkanals mit der Oelöffnung oder -Kammer in der Kurbel 7 verbindet. Ein Ende der Röhre 8 endigt in das perforirte Ende der Kappe 6, welche auf das Ende der Kurbelzapfenmuffe 5 geschraubt ist. Die Kurbel 7 liegt mit einer Seite gegen die innere Seite der Kappe 12, wodurch sie in passender Stellung während ihrer Drehung, die sie durch die Verbindung ihres einen Endes mit der Kappe 6 erhält, gehalten wird. Infolge dieser Verbindung wird das die Röhre tragende Ende der Kurbel 7 eine rotirende Bewegung erhalten, welche mit jener des Kurbelzapfens übereinstimmt und es auf dem inneren Ende des Kanals 9 schwingt.

Durch die drehende Bewegung, welche der genannten Kurbel 7 ertheilt ist, wird OeI von dem Oelnapf ι ο durch den Kanal 9 in das Innere der Kurbel und durch die Röhre 8 in das Innere der Kappe 6, und zwar direct gegen das Ende des Kurbelzapfens 4 gelangen, von wo das OeI, nachdem es zwischen dem Kurbelzapfen und der Muffe 5 gewirkt hat, durch die Oeffnung 0 tritt und zum Schmieren der äufseren Seite der Muffe dient. Hierauf kann keinerlei Reibung zwischen dem letzteren und den Enden der Kolbenstangen und auch zwischen der Muffe und dem Kurbelzapfen stattfinden.

Aus der vorstehenden Beschreibung ersieht man, dafs die Construction des Cylinderkopfes B, der Kolben und ihrer Verbindungen mit der Kurbel, welche wie der Cylinder und die Kolbentheile einer Compoundmaschine eingeschlossen und sehr einfach sind. Die Anordnung von abwechselnd Hoch- und Niederdruckcylinder, die von einem gemeinschaftlichen Centrum ausgehen, ist ermöglicht durch die Benutzung des noch näher zu beschreibenden Dampfventils, welches eine continuirliche, rotirende Bewegung in einer Richtung besitzt und in Verbindung mit der Seite des Cylinderkopfes, in welchem die Oeffnungen a und b sind, die von ihm bedeckt werden, steht. Dieses Ventil dient zur Einführung von hochgespanntem Dampf, welcher zuerst nach einander in die Hochdruckcylinder 17 geleitet wird; nun nimmt das Ventil den aus diesen Cylindern strömenden Dampf auf und führt ihn in die Niederdruckcylinder 19, und schliefslich führt es den aus dem Cylinder 19 kommenden Dampf durch eine Oeffnung in eine Abdampf kammer, von der der Dampf in die äufsere Luft gelangt.

Das Ventilgehäuse der Maschine besteht aus den cylindrischen Abtheilungen 22, 23, von denen die erstere auf der hinteren Seite des Cylinderkopfes B verbolzt ist, während die Abtheilung 23 an dem Ende der Abtheilung 22, wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, befestigt ist. Die Abtheilungen des Ventilgehäuses sind so construirt, dafs sie das Ventil D aufnehmen und mit demselben wirken können.

Die Construction des Ventils D, welches den Dampfstrom zu und von den Cylindern der

Maschine controlirt, ist in den Fig. 4, 5 und 7 dargestellt.

Das Ventil bestellt aus einem cylindrischen Kopf, der etwas zurück von seinem gröfseren Lagerende einen kleineren Durchmesser besitzt und rückwärts in einen röhrenförmigen Theil ausmündet.

Das Ventil besitzt zur Aufnahme der Triebwelle 2 eine röhrenförmige Oefmung n, die sich von einem Ende bis zum anderen erstreckt. In den Fig. 5 und 7 ist das vordere Ende des Ventils veranschaulicht. Wenn letzteres in der Maschine in wirksamer Stellung zu dem Kopf JB gebracht ist (s. Fig. 3), so tritt das Ende des Ventils in den Ring y ein und liegt geschlossen gegen denjenigen Theil der Seite des Kopfes in genanntem Ring, in welchem die Oeffnungen α und b sich befinden, wodurch letztere bedeckt werden. Die Nabe 30 des Kopfes tritt dann in die in dem Ende des Ventils angebrachte Vertiefung m, um so dasselbe bei seiner rotirenden Bewegung immer in richtiger Lage zu halten, wodurch das Ende des Ventils fortwährend in derselben Ebene bleibt wie die Seite des Kopfes, gegen den es anliegt, und ein Entweichen des Dampfes zwischen diesen Theilen verhütet wird.

Der Kopf des Ventils D hat einen Hauptdampfkanal e, welcher ungefähr sich über die Hälfte des Ventilkopfes erstreckt. Dieser Kanal communicirt mit den Oeffnungen α der Hochdruckcylinder 17.

Das Ventil besitzt den Dampfausströmkanal k, welcher durch den ganzen Kopf des Ventils geht und sich ebenfalls nahe über die Hälfte des Kopfes erstreckt. Dieser Kanal steht mit den Oeffnungen b der Niederdruckcylinder 19 in Verbindung.

Der Kopf des Ventils D ist auch mit einer sogenannten Uebertragungsdampf kammer L versehen, welche den Abdampf der Hochdruckcylinder aufnimmt und denselben in die Oeffnungen b der Niederdruckcylinder überführt. Das Ende dieser Kammer besitzt, wie aus Fig. 5 und 7 ersichtlich, eine unregelmäfsige Form.

Der obere Theil dieser Kammer (s. Fig. 5), derjenige, welcher den gröfseren Radius hat, communicirt mit den äufseren Oeffnungen a, und der untere Theil davon, welcher den kleineren Radius besitzt, communicirt mit den inneren Oeffnungen b, und da diese Theile frei mit einander in Verbindung stehen, so kann der Ausströmdampf der Oeffnungen α ungehindert durch die Oeffnungen b in die Nieder- . druckcylinder gelangen und dort seine Wirkung auf die Kolben ausüben. Die beiden Theile der Kammer L, die einen gröfseren und einen geringeren Durchmesser haben, sind concentrisch mit den offenen Enden des Dampfkanals e bezw. des Ausströmkanals k.

Die Abtheilung 22 des Ventilgehäuses hat eine kreisförmige Dampfkammer /, mit welcher das hintere Ende des Dampfkanals e des Ventils communicirt, und zwar bei jeder Stellung des letzteren. Diese Kammer empfängt Dampf durch die Einströmröhre 28. Eine verstellbare Muffe 26 von cylindrischer Form ist in den Theil 22 eingeschraubt, umgiebt den hinteren Theil des Ventilkopfes (s. Fig. 3 und 4) und steht mit einem Ansatz oder einer um den Kopf laufenden ringförmigen Nuth in Verbindung. Diese Muffe dient dazu, das Vorderende des Ventilkopfes fest gegen den Cylinderkopf zu halten, das Ventil in der Längsrichtung zu tragen und eine unnöthige Reibung zwischen dem Ventil und Kopf zu vermeiden. Das Ende der Muffe 26, welches in die in dem Ventilkopf angebrachte ringförmige Nuth eintritt, ist geschärft oder abgeschrägt, um dadurch die Bildung einer Fuge zwischen den Theilen, zwischen welchen der Dampf aus der Dampfkammer f tritt, zu verhüten und so das Entweichen des Dampfes zu vermeiden. Die Muffe 26 hat an ihrem hinteren Ende einen Flantsch, der mit verschiedenen Oeffnungen versehen ist (s. Fig.4). Die Fläche des Flantsches liegt gegen eine Oeffnung in der oberen Seite der Abtheilung 23 des Ventils, durch welche ein spitzes Werkzeug — oder Stange — mit seinem Ende in die Oeffnungen des Flantsches eingeführt werden kann, um so wie ein Hebel die Drehung der. Muffe zur Adjustirung des Ventils zu bewirken.

Die Ausströmöffnung k in dem Kopf des Ventils D von der in Fig. 5 dargestellten Form geht von dem Ende des Ventilkopfes ein wenig mehr als über die Hälfte nach dem hinteren Ende des Kopfes und hat dort die Form einer ringförmigen ,Kammer (s. Fig. 3), welche mit' der Ausströmkammer W in dem hinteren Ende der Gehäuseabtheilung 22, von wo der Dampf durch die Röhre 29 entweichen kann, frei communicirt. Die Pfeile der Dampfeinström- und Ausströmöffnungen in der Abtheilung 22 geben die Richtung der Dampfströme an.

Ein Ansatz d, welcher den röhrenförmigen Theil des Ventils D gerade vor dem Ende der hinteren Abtheilung 23 des Ventilgehäuses umgiebt, leitet den aus der Oeffnung k tretenden Ausströmdampf seitlich ab und verhütet einen directen Stofs gegen das Ende der Abtheilung, wodurch ein Undichtwerden zwischen Gehäuse und Ventil mehr oder weniger verhütet wird. Eine Stopfbüchse 24 ist in das hintere Ende der Gehäuseabtheilung 23 geschraubt und hält eine passende Packung in einer Nuth nahe dem Ende der Abtheilung fest, wodurch ein Undicht werden an jenem Punkt vermieden wird; eine zweite Stopf büchse 31 sitzt auf der Welle 2 und ist in das Ende des Ventils D gegen eine passende Packung in der kreis-

förmigen Nuth g geschraubt, wodurch ein Durchlassen von Dampf um die Welle herum ausgeschlossen ist.

Ein auf dem hinteren Ende des Ventils D befestigter Ring 25 besitzt einen Kupplungsstift 32, der mit einem auf der Welle 2 sitzenden Ring 33 in Eingriff steht, wodurch dem Ventil D eine constante drehende Bewegung, die mit derjenigen der Welle übereinstimmt, ertheilt wird.

Die Antriebscheibe E ist auf die Welle 2 nahe dem hinteren Ständer F aufgekeilt (siehe Fig. 3)·.

Die in Fig. 7 veranschaulichten Theile des Cylinderkopfes B und das Ventil D, zusammen mit den Pfeilen zwischen diesen Theilen, stellen die auf einander folgenden Bewegungen des directen und des Abdampfes zwischen dem Ventil und dem Kopf, welche wie folgt stattfinden, dar.

Die Dampfmaschine sei in Ruhe; Dampf wird zugelassen und tritt durch den Kanal e in der Richtung des Pfeiles χ in die Oeffnungen a, welche durch das offene Ende des Kanals bedeckt sind; der Dampf wirkt in den Hochdruckcylindern 17, bewegt die Kolben und treibt die Wellen 2. Bei oder nahe dem Ende der inneren Bewegung bringt die drehende Bewegung des Ventils einen den Oeffnungen, die den Dampf erhielten, entgegengesetzten Theil der Abzugskammer h zur Function, und der Ausströmdampf tritt in diese Kammer in der Richtung des Pfeiles ^ ein. Der Abdampf circulirt in dieser Abzugskammer rund herum und entweicht durch eine oder mehrere der Oeffnungen h-, die mit den Niederdruckcy lindern 19 communiciren, wie durch den Pfeil χ χ angedeutet ist, und wirkt auf die Kolben derselben. Von diesen Cylindern aus entweicht der Dampf durch den Abdampf kanal k, wie durch den Pfeil £ angezeigt ist.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Eine Verbunddampfmaschine, dadurch gekennzeichnet, dafs je eine Reihe Hoch- und Niederdruckcylinder 17, 19 auf dem mit Dampfkanälen α b für jede Cylinderreihe ausgerüsteten Cylinderkopf, von einem gemeinsamen Mittel ausgehend, abwechselnd neben einander geordnet sind und auf eine gemeinschaftliche Welle 2 wirken, welche Cylinderreihen je eine Ventilkammer 22, 23 besitzen, die auf einer Seite von B gegen einander befestigt und mit den entsprechenden Dampf-Ein- und Ausgangskammern versehen sind.

2. Bei der in Anspruch 1. gekennzeichneten Verbunddampfmaschine:

a) die Anordnung eines sich mit der gemeinschaftlichen Welle 2 drehenden cylindrischen, passend angeordneten Ventils D mit den entsprechenden Kanälen bezw. Kammern, einer ringförmigen Nuth und einem in diese Nuth mit seinem keilförmigen Ende eintretenden Stellring 26, und

b) die Anordnung des Kurbelzapfens 4, dessen Muffe 5 durch Kappe 6 mit den Kolbenstangen 14 verbunden ist und so die Wirkung der Kolben auf die Welle 2 überträgt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.