DE55807C - Zweicylindrige Dampfmaschine. _ - Google Patents
Zweicylindrige Dampfmaschine. _Info
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B1/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by number or relative disposition of cylinders or by being built-up from separate cylinder-crankcase elements
- F01B1/08—Reciprocating-piston machines or engines characterised by number or relative disposition of cylinders or by being built-up from separate cylinder-crankcase elements with cylinders arranged oppositely relative to main shaft and of "flat" type
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
KLASSE 14: Dampfmaschinen.
CLAUDE BONJOUR in PARIS. Zweicylindrige Dampfmaschine.
Fatentirt im Deutschen Reiche vom 18. Juni 1890 ab.
Vorliegende Erfindung betrifft einen Motor, der mittelst Dampfes, comprimirter Luft oder
Druckwasser arbeitet und in eine Pumpe, in einen Flüssigkeitsmesser u. s. w. verwandelt
werden kann. Die Maschine beruht darauf, dafs in einem Cylinder ein Kolben angeordnet
wird, der im Innern eine Aussparung besitzt, so dafs ein zweiter Cylinder entsteht, dessen Achse
auf der des ersten Cylinders senkrecht steht. In diesem zweiten Cylinder gleitet ein Kolben,
durch welchen der Kurbelzapfen der Hauptwelle geht. Der grofse Kolben nimmt also
bei seiner Bewegung den kleinen mit und wirkt so durch Vermittelung des letzteren auf
den Kurbelzapfen, während der kleine Kolben, der selbst einer bestimmten Bewegung in
seinem Cylinder unterworfen ist, ebenfalls mithilft, den Kurbelzapfen zu drehen. Diese beiden
Kolben bieten als Charakteristik, dafs bei der Maschine mit veränderlicher Expansion der
kleine Kolben als Steuerungsorgan für den grofsen dient und bei der Maschine mit fester
Expansion jeder der Kolben das Steuerorgan für den anderen bildet.
Die beiliegenden Zeichnungen zeigen den Motor in seiner Anwendung als Dampfmaschine.
Fig. ι ist ein verticaler Längenschnitt,
Fig. 2 ein verticaler Querschnitt durch einen Motor mit veränderlicher Expansionssteuerung.
Fig. 3 ist ein verticaler Längenschnitt,
Fig. 4 ein verticaler Querschnitt eines Motors mit fester Expansion.
Es soll zunächst die Maschine mit veränderlicher Expansion beschrieben werden.
Der Motor mit veränderlicher Expansion hat einen Cylinder A mit. Dampfmantel B, in welchen
durch die Ansatzröhre c der frische Dampf geleitet wird. Der Cylinder A ist mit
drei Oeffnungen versehen, von welchen zwei, EE1, oben und unten in der Mittelachse des
Cylinders angeordnet sind. Dieselben stehen durch die Kanäle G G1 mit der Steuerung in
Verbindung und dienen zur Dampfzuleitung. Die dritte Oeffnung D ist auf der Seite des
Cylinders angebracht und steht durch den Raum, in dem sich die Steuerung befindet, in
ständiger Verbindung mit der Ableitung F.
Die beiden Cylinderdeckel sind als kleine Cylinder HH ausgebildet, die mit dem Dampfmantel
durch die Oeffnungen H1Hl ununterbrochen
verbunden sind.
In dem Cylinder A gleitet ein Kolben /, dessen beide Seiten zwei kleine Kolben tragen,
welche sich in den Cylindern H bewegen und als Dampf buffer wirken, welche das Auftreten
von Stöfsen des grofsen Kolbens am Ende seines Hubes verhindern.
Der Kolben / hat im Innern eine Aussparung, die einen zweiten Cylinder / bildet, in
dem sich der zweite Kolben K der Maschine bewegt. Letzterer ist aus zwei Theilen hergestellt,
die durch Bolzen unter einander verbunden sind und den Kurbelzapfen mit Hülfe von Lagerschalen umfassen.
Der Kolben K liegt nur an seinen beiden Enden an den Cylinder an; in der Mitte hingegen
besitzt er Aussparungen, so dafs ein Raum L zwischen dem Kernstück des Kolbens
und dem Cylinder J einerseits und den beiden
Enden des Kolbens andererseits freigelassen wird. Dieser Raum L ist fortwährend in Verbindung
mit der AbtheilungsöfFnung des Motors.
Der grofse Kolben ist an zwei sich diametral gegenüberliegenden Stellen MM' durchbohrt,
wodurch eine Verbindung der Cylinder J und A erreicht wird. Die eine dieser
Durchbohrungen liegt oben, die andere unten, jedoch so, dafs zwischen ihnen und den Enden
des Cylinders J genügend Raum bleibt, um die ä'ufseren Theile des Kolbens K unterzubringen.
Der Kolben / ist mit Liderungen versehen. Die eine dieser Liderungen wird von einem Segment N gebildet, welches durch
eine gewundene Feder, die den ganzen Boden der Nuth einnimmt, beständig gegen die Wandungen
des Cylinders gedrückt wird. Das Segment drückt die Feder zusammen, die eine elliptische Form annimmt, wodurch ihre Spannung
bedingt wird (Fig. 2).
Der Steuerungsapparat ist auf der der Einmündung der Hauptwelle O gegenüberliegenden
Seite des Cylinders angeordnet. Er besteht dem Wesen nach aus zwei Cylindern PP1, in welche der Dampfmantel B und die
Kanäle G und G1 münden, und einem dazwischenliegenden Raum Q, der in fortwährender
Verbindung mit der Ableitung F steht. In den Cylindern PP1 bewegen sich zwei Kolben
R R1, die auf demselben Excenter sitzen. Letzteres ist auf einer mit Gewinde versehenen
Hülse T befestigt, welche das Ende der gekröpften Welle O umfafst und auf dieser der
Längsrichtung nach gleiten, sich jedoch nicht um dieselbe drehen kann. Die Hülse T geht
durch eine Stopfbüchse hindurch und ist mit einem Ring versehen, der in der gabelförmigen
Verlängerung . des Hebels V gehalten wird. Dieser Hebel bewegt sich an einem gezahnten
Sector V" entlang und besitzt eine Ein- und Ausrückvorrichtung F1, durch welche man den
Hebel in einer bestimmten Lage erhalten kann, sofern derselbe von Hand bewegt werden soll.
Wünscht man die Expansion durch einen Regulator veränderlich zu machen, so wird der
Hebel V mit demselben verbunden.
Die Arbeitsweise der Maschine ist folgende:
Der Dampf kommt durch den Dampfmantel B in die Cylinder PP1. Wenn sich
die Hauptwelle dreht, bewegt das Excenter S die Kolben R R \ welche abwechselnd die damit
correspondirenden Oeffnungen G G1 freilegen
oder verdecken und mithin den Dampf durch die Kanäle G und G1 in den Cylinder
J lassen oder ihn dann absperren.
Geht man von dem Punkte aus, wo sich der Kolben / in der Mitte seines Hubes befindet,
wie auf der Zeichnung angegeben, und setzt man voraus, dafs dieser Kolben in Fig. 2
sich von rechts nach links bewegt, so befindet sich in diesem Augenblick der andere Kolben
K im obersten Punkt seines Hubes. Die Steuerkolben R und R] haben Abwärtsbewegung
und der Kolben R ist im Begriff, die Oeffnung G freizulegen, um den Dampf eintreten
zu lassen; der Kolben R1 hat schon seit einiger Zeit die Oeffnung G1 abgeschlossen,
um den Eintritt des Dampfes in den Cylinder J zu verhüten. Die Oeffnung. M des
grofsen Kolbens ist seit dem Beginn des Hubes des grofsen Kolbens freigelegt worden, und
zwar infolge der Keilflächen, die am kleinen Kolben K für die Oeffnungen MM1 angebracht
sind.
Die Oeffnung M1 steht durch den Raum zwischen dem Cylinder und dem Mittelstück
des Kolbens K mit dem Ableitungsrohr F in Verbindung. Es kann also der Dampf, der
zwischen dem Kolben / und dem linken Deckel des Cylinders A eingeschnitten ist, frei
in die Luft oder in einen Condensator entweichen. Andererseits kann der Dampf, welcher
vom Cylinder J durch die Oeffnung M in den Cylinder A übergegangen ist, sich frei
ausdehnen, und unter diesen Bedingungen wird der Kolben I von rechts nach links gedrückt.
In diesem Augenblick beginnt der Kolben R, der immer durch das Excenter fortbewegt wird,
nach und nach den Kanal G zu öffnen, der Dampf strömt in den oberen Theil des Cylinders
J, wirkt auf den Kolben K, welcher unter dem Druck des frischen Dampfes abwärts
geht und so dem Kolben / die Kurbel drehen hilft.
Wenn der Kolben I am Ende seines Hubes ankommt, hat der Kolben K den halben Weg
zurückgelegt und während dieser Zeit die Oeffnungen M und M1 nach und nach verschlossen,
jedoch nur, um sie gleich darauf wieder zu öffnen; aber dieses Mal, um die Oeffnung M' mit dem Dampf in Verbindung
zu bringen, der den oberen Theil des Cylinders J. anfüllt, während Oeffnung M mit' der
ringförmigen Kammer L und dadurch mit der Ableitungsöffnung verbunden wird.
Die Umsteuerung des grofsen Kolbens wird also durch den kleinen bewirkt, der jenem als
Steuerungskolben dient. Andererseits setzen die Steuerungskolben R und R1 ihre abwechselnd
hin- und hergehende Bewegung fort und der Kolben R schliefst nach und nach bei seinem Aufwärtsgange die Einmündung
in den Kanal G. Wenn der Kolben K . am Ende seines Laufes angekommen ist, so
befindet sich der Kolben / in der Mitte seines Hubes nach rechts, der Kolben R1 beginnt die
Mündung G1 zu öffnen, der Dampf dringt unter de,n Kolben K und drückt ihn nach
oben. Während der Kolben K steigt, setzt der Kolben / seine Bewegung unter dem
Druck des expandirenden Dampfes fort, welch
letzterer durch den Kolben K aus dem Cylinder J in den Cylinder A gedrängt wird. In
dem Augenblick, wo der Kolben / am Ende seines Hubes anlangt, ist der Kolben K so
hoch gestiegen, dafs er die Oeffnungen MM1 verdeckt, um dieselben aber bei seiner Weiterbewegurig
wieder zu öffnen und so die Umsteuerung für den Cylinder A zu bewirken. Die verschiedenen Phasen der Bewegung wiederholen
sich nun, und das Spiel beginnt von neuem.
Es ist noch zu bemerken, dafs, obgleich der kleine Kolben nicht mit einem Dampfbuffer
versehen ist, doch jeglicher Stöfs am Ende des Hubes vermieden ist, indem der Dampf einen Gegendruck ausübt, sobald der
Kolben K die Oeffnung M oder M1 vedeckt hat.
Diese Compression am Ende des Hubes ist so bemessen, dafs der comprimirte Dampf wieder
auf die Anfangsspannung zurückgeführt wird.
Wenn man mit Hülfe des Hebels V, sei es von Hand oder durch den Regulator, der
Schraubenhülse eine Längsbewegung ertheilt, verändert man den Voreilungswinkel des Excenters
S und infolge dessen die Expansion des Dampfes.
Es können natürlich auch andere Mittel angewendet werden, um diesen Voreilungswinkel
zu ändern.
Bei der soeben beschriebenen Maschine findet die Entleerung der Cylinder A und J
durch die Oeffnung W statt. Bei der Maschine, wie sie durch Fig. 3, 4 der beiliegenden
Zeichnung wiedergegeben wird, bleibt die Expansion constant; das Charakteristische dieser
Maschine besteht darin, dafs die beiden Kolben sich gegenseitig mit Dampf versorgen, d. h. als
Steuerungsorgane wirken.
Diese Maschine besitzt einen Cylinder A, dessen Deckel mit kleinen Cylindern H H versehen
sind, welche durch die Oeffnung H1 mit dem Dampfmantel in ständiger Verbindung
stehen. In dem Cylinder A bewegt sich frei der Kolben /, dessen Seiten mit Zusatzkolben
versehen sind, die sich in den Cylindern H bewegen und die Dampfbuffer bilden. Der
Kolben ist ausgehöhlt, um den Cylinder J zu bilden, der aber hier an seinen beiden Enden
verschlossen ist. Der kleine Kolben K ist demjenigen der ersten Maschine ähnlich. Der
im Innern ausgesparte Raum steht in ständiger Verbindung mit der Ableitung F.
Die Dampfzuleitung in den Cylindern J findet durch die Kanäle MM1 statt und die
Ausströmung durch die Oeffnungen XXY\ der
Kolben / hat Ueberdeckungsflantschen, welche mit dichten Liderungen NN versehen sind.
Die Zuleitungsöffnungen sind ■ bei G G : angebracht.
Geht man zur Erklärung des Ganges von der in der Zeichnung angegebenen Stellung
aus, so zeigt sich Folgendes:
Der Kolben I ist auf halbem Wege seines Hubes von rechts nach links und der Kolben
K befindet sich am oberen Ende seines Hubes; der Dampf kommt durch den Rohransatz
c und füllt den Mantel B an; die Zuleitungen G und G1 sind durch die Ueberdeckungen
geschlossen.
Die Oeffnung X stellt die Verbindung zwischen dem kleinen Cylinder J und dem grofsen
Cylinder A her und die Oeffnung X1 verbindet
unter Zuhülfenahme des Raumes L den Cylinder A mit dem Ableitungsrohr F.
Der Dampf, der durch die Oeffnung und den Kanal M eingetreten ist, um den kleinen
Kolben K zu bewegen, expandirt durch die Oeffnung X in den grofsen Cylinder; derselbe
wirkt also zu gleicher Zeit auf die beiden Kolben / und K. Die Einwirkung auf den
Kolben K ist jedoch eine negative, denn sie arbeitet seiner Abwärtsbewegung gerade entgegen
und sucht ihn aufzuhalten; der Druck auf den Kolben ist ein positiver; es ist mithin
die Differenz dieser Dampfwirkungen, welche den Motor antreibt, und das so lange, bis der
Kolben K die Oeffnung M1 aufdeckt. Von diesem Augenblick an arbeiten beide Kolben
in gleichem Sinne.
Während der sehr kurzen Zeit, die für den Durchgang der Kolbenliderung über die Oeffnung
x1 nöthig ist, comprimirt der Kolben 1
den Dampf auf der linken Seite des Kolbens A, aber sobald die vollständige Verdeckung aufhört,
setzt sich die linke Seite des Cylinders A mit der oberen Seite des Cylinders / in Verbindung
und wird somit mit Dampf versehen, während im Gegentheil die rechte Seite des Cylinders A mit dem Ableitungsrohr in Verbindung
steht. Der Kolben I wird mithin von links nach rechts gedrückt. Der Kolben K
comprimirt beim Niedergange den Dampf im unteren Theil des Cylinders, sobald er die
Oeffnung X überschritten hat; diese Compression macht die Dampfbuffer für den Kolben
K unnöthig.
Sobald der Kolben / in die Mitte seines Hubes zurückgelangt ist, wirkt der Motor
wieder gerade so, wie es für den halben Hub von rechts nach links angegeben wurde, nur
im umgekehrten Sinne.
Durch Aenderung der Gröfse der Oeffnungen GG1, wie in der Figur punktirt angegeben,
kann man leicht mehr oder weniger grofse constante Expansion erreichen.
Claims (1)
- Patent-Anspruch:Ein zweicylindriger Motor für veränderliche oder feste Expansion, dadurch gekennzeichnet, dafs die Kurbel der Schwungradwelle von demkleinen Kolben direct umfafst wird und dieselbe ohne Zuhülfenahme einer Pleuelstange dreht, und dafs bei dem Motor für veränderliche Expansion die Dampfvertheilung für den kleinen Cylinder durch eine aufsen angebrachte Kolbensteuerung R R mit durch Hand oder durch den Regulator veränderlicher Expansion geschieht, während die Steuerung des grofsen Cylinders direct durch den Arbeitskolben K des kleinen Cylinders ohne Anwendung eines anderen Steuerungsorganes erfolgt, und dafs endlich bei dem Motor für feste Expansion die Arbeitskolben / und K die bezw. Steuerungsorgane der Cylinder J und A bilden.Hierzu ι Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE55807C true DE55807C (de) |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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DE (1) | DE55807C (de) |
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0
- DE DENDAT55807D patent/DE55807C/de not_active Expired - Lifetime
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