DE56020C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Fig. ι ist ein centraler Verticalschnitt durch den Dampfcylinder mit den anschliefsenden Gestelltheilen,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer einstellbaren Gleitbahn für die Kolbenstange in gröfserem Mafsstabe,

Fig. 3 eine Oberansicht der. Gleitbahn und des Querhauptes,

Fig. 4 ein Schnitt der Stopfbüchse für die Wasserzuführung zum Kolben,

Fig. 5 eine Detaildarstellung der Anschlufsdichtung am Gylinderdeckel,

Fig. 6 eine Oberansicht der Maschine ohne Bett,

Fig. 7 eine perspectivische Ansicht der Umsteuerungsvorrichtung,

Fig. 8 eine Ansicht des Maschinenbettes, speciell für eine Zweicylindermaschine,

Fig. 9 ein Horizontalschnitt in gröfserem Mafsstabe durch ein Cylinderende mit Kolben und Stopfbüchse,

Fig. ι ο eine Seitenansicht einer dem Cylinderdeckel angesetzten Stopfbüchse,

Fig. 11 eine Schnittansicht der Stopfbüchse in kleinerem Mafsstabe, welche die Einrichtung der Wasserdichtung an der Stopfbüchse zeigt,

Fig. 12 eine perspectivische Einzelansicht einer der Dichtungshälften der Stopfbüchse,

Fig. 13 eine perspectivische Ansicht eines Stopfbüchseneinsatzes;

Fig. 14 und 15 sind Vorder- und Seitenansicht eines Dichtungsringes;

Fig. 16 ist ein centraler Verticalschnitt durch einen der Steuerungshä'hne,

Fig. 17 ein Querschnitt desselben;

Fig. 18 zeigt die'Einrichtung zur Bewegungsübertragung auf die Steuerungsstange;

Fig. ig ist eine Vorderansicht des Schwungrades mit dem Curvenschub,

Fig. 20 ein Schnitt durch genanntes Rad in gröfserem Mafsstabe,

Fig. 21 ein Stück der Schubbahn mit der Curvenab weichung,

Fig. 22 ein Horizontalschnitt durch die Schubrolle und die zugehörigen Fassungstheile.

Das Maschinenbett ist in Fig. 8 für eine Zweicylindermaschine dargestellt und besteht aus einem gegossenen Gestelltheil A mit einer breiten Auflagerplatte A ^α, und mit seitlichen Versteifungsrippen A² in Verbindung mit halbcylindrischen Sitztheilen A^z, welche horizontal und rechtwinklig zu der Längsrippe des Gestelles und unter einander parallel angeordnet sind.

Jeder Sitztheil dient zur Aufnahme eines längeren schalenartigen Hohlkörpers A¹ für den Cylinder, an welchen volle Flantsche A* derart angegossen sind, dafs sie an die Ränder der Sitztheile A³ anschliefsen, wobei die feste Vereinigung des Hohlkörpers A^ mit dem Gestell A mittelst Bolzen A⁷ hergestellt ist. A^s ist ein Gestelltheil, welcher sich ebenfalls auf einer breiten Grundplatte α aufbaut, verticale, durch seitliche Rippen versteifte Stege α* hat und ein Paar Lager aP- a² für die horizontale Lagerung der Welle trägt, die zur Aufnahme der Schwungräder einschliefslich der nachher zu beschreibenden Schubbahn dient, a³ a³ sind Ueberbrückungen, die zwischen je zwei Lager-

stellen an dem Gestell A^s festgebolzt sind, zu welchem Zwecke sie erweiterte, hohl aufliegende Enden zum Ueberdecken der darunter einzusetzenden Lagerhä'lften aⁱ haben. Die Gestelltheile A und .A⁸ stehen parallel, und ihre feste Vereinigung ist mittelst hohler Steifen a^b mit durchgezogenen Ankern a^e bewirkt.

An dem durch Deckel B¹ B¹ abgeschlossenen Cylinder B besteht der ausgedrehte Rohrbestandtheil b aus' Stahl, Bronze .oder einem derart Zähigkeit und Festigkeit in sich vereinigenden Material, dafs eine geringe Wandstärke für sehr erhebliche Druckbeanspruchungen genügt.

Jeder Deckel B¹ hat ein vorspringendes Mittelstück B², welches eine ringförmige Kammer B³ einschliefst und aufsen um diese herum einen ringförmigen Sitz .B⁴ läfst, in den sich das Ende des Rohrkörpers b legt. Aufsen an diesen Sitz schliefst ein Flantsch oder ringförmiger Absatz B⁵ des Deckels an, welcher sich gegen einen halbringartigen, innen am Hohlkörper A¹ vorgesehenen Flantsch B^e stützt. Die Deckel tragen aufserdem die Ein- und Auslafsöffnungen B⁷ B⁶ für den Dampf. Der Rohrkörper b wird zwischen die Deckel B¹ mit Hülfe von Ankerschrauben nebst Muttern b¹ eingespannt, wobei die Anker durch beide Cylinderdeckel aufserhalb der Sitzfläche B* hindurchgehen und nicht nur den Rohrkörper an den Deckeln festhalten, sondern auch die Deckel in feste Stellung auf dem Hohlkörper A^ bringen, indem sich die Absätze B⁵ gegen den Flantsch B⁶ desselben stützen und die Längsbeanspruchungen des Cylinders auf das Gestell A übertragen. Die Deckel können mit dem Hohlkörper A^ verbolzt werden, um Verticalverschiebungen zu vermeiden. Dichtungsringe b² aus weichem Metall werden zweckmäfsig in den Sitzräumen B*, wie Fig. 5 und 9 zeigen, vorgesehen, damit eine dichte Verbindung zwischen den Deckeln B¹ und dem Rohrkörper b gesichert ist. b^s ist ein halbcylindrischer Deckel, der zwischen die Deckel B¹ aufsen über den Rohrkörper b eingepafst ist und an den Enden Flantschen hat, mit welchen derselbe auf ähnliche Flantschen an den Rändern des Hohlkörpers Λ⁴ aufgeschraubt wird. Es ist ersichtlich, dafs ein cylindrischer Raum oder Behälter um den Rohrkörper b herum verbleibt, welcher zweckmäfsig mit Wärmeschutzmasse, wie Asbest oder Schlackenwolle, ausgefüllt wird, wodurch der durch äufsere Strahlung des Cylinders sonst bewirkte Wärmeverlust vermieden wird.

C bezeichnet die Kolbenstange, welche axial durch den Cylinder b und die Deckel B¹ hindurchgeht und aufsen an jedem Cylinderende auf Gleitbahnen C¹ von Querhäuptern C² getragen wird. Diese Gleitbahnen sind beide gleichartig construirt und an~ den Enden des Hohlkörpers^.⁴ angeordnet, der in je zwei im Winkel abstehende Wangen C³ C³ endigt; an diesen sitzen die Winkelstücke der Gleitbahnen C¹, welche am Boden zur Aufnahme von Stellkeilen C⁵ in Querrichtung ausgespart sind. Die Keile C⁵ ragen mit den aufsen in Schraubenbolzen übergehenden Enden durch die Wangen C³ hindurch und tragen, wie ersichtlich, Stell- und Sicherungsmuttern C⁶C⁷. Die Gleitbahnen C⁴ sind, wie bei c c, an den Aufsenflächen und an Zwischenstellen mit Rancleinschnitten b von T-förmigem Querschnitt versehen, in welche die absetzenden Köpfe von Bolzen c¹ einpassen, wobei deren mit Gewinde versehene Enden durch Löcher in den Wangen C³ hindurchtreten und Stell- und Sicherungsmuttern c²c³ tragen, c⁴ sind Bolzen, die durch längliche Oeffnungen im Bodenstücke der Wangen C³ hindurchgehen. c^s sind oben auf der Fläche der Gleitbahnen C¹ mittelst Bolzen c^? befestigte Platten und verhindern Verticalverschiebungen der auf genannten Gleitbahnen laufenden Querhäupter C¹. Somit können die Gleitbahnen unabhängig von einander durch die Keile C⁶ vertical adjustirt und mittelst der Schrauben c¹ c⁴ festgestellt werden (Fig. 2). D ist der auf der Stange C montirte Cylinderkolben, der zwischen einem Stellring D¹ und Muttern D² eingespannt ist. In Verbindung mit dem Kolben ist eine für manche Fälle zweckmäfsige Wasserliderung dargestellt. Der Kolben D hat zu diesem Zwecke eine ringförmige Höhlung D³ in der Nabe und eine Randnuth Z)⁴, welche mittelst einer Reihe radialer Kanäle Z)⁵ communiciren. Die Höhlung D³ steht in Verbindung mit einer Bohrung D⁶ der Kolbenstange C, die sich durch die eine Stangenseite bis zu dem abgeschlossenen Ende derselben hinzieht, wobei eine Seitenöffnung in eine Muffe D⁷ mündet. An letztere setzt sich ein kurzes Rohrstück D⁸ mit Regulirventil D⁹ an und communirirt mit dem fest damit verbundenen Ende eines Rohres d, welches sich teleskopartig in dem am Hohlkörper A¹ horizontal angeordneten Stiefelrohr d¹ hin- und herbewegt, wenn die Kolbenstange vor- und rückwärts geht; dabei wird dem mit Stopfbüchse d³ versehenen Stiefelrohr d^l mittelst der Rohre rf² Wasser vorzugsweise von dem Dampfkessel zugeführt. Die specielle Construction der Stopfbüchse d³ mit einem aufschraubbaren Konus rf⁶ aus weichem Metall (B ab bit-Metall) ist aus Fig. 4 ersichtlich.

Während der Kolbenbewegung kommt Wasser von dem Stiefelrohr d¹ in die Kolbenstange C, tritt bei D in den Kolben und entweicht an dessen Randnuth, wodurch eine ringförmige Wasserdichtung zwischen Kolbenumfang und Cylinderwandung erzielt ist.

Die Oeffhungen in den Cylinderdeckeln, durch welche die Kolbenstange heraustritt, haben gröfseren Durchmesser als die Kolbenstange, damit die gehörige Einstellung der letzteren sowie des Kolbens zur Cylinderachse vorzunehmen ist. Zur Einschränkung des Kolbenstangenspiels sind flache Ringe E E vorgesehen, die auf die Stange innerhalb des Cylinders aufgeschoben und in die ringförmigen Aussparungen E¹ auf dem Grunde von Einbuchtungen B³ der Cylinderdeckel eingesetzt und festgeschraubt sind.

An den Aufsenflächen der Deckel sind mit Umschliefsung der mittleren Oeffnung und der Kolbenstange die Stopfbüchsen E* vorgesehen. Diese bestehen aus einem äufseren cylindrischen Gehäuse, welches horizontal getheilt und mit abnehmbarer Oberhälfte e¹ versehen ist, die ihrerseits Seitenflantschen und einen Endflantsch, wie in Fig. io ersichtlich, trägt; mittelst dieser kann die Oberfläche an den Deckel, sowie an die untere Hälfte e des Gehäuses geschraubt d ²² id i Hlf

werden.

e²e²

g
sind ähnliche Hälften einer

cylindrischen Büchse, in welche Dichtungsringe zur Ausfüllung von Nuthen e³ eingesetzt sind, deren halb in verschiedenen Hälften der Büchse ausgeführte Theile sich zu geschlossenen Ringnuthen ergänzen. Die axiale Bohrung der Büchse hat einen gröfseren Durchmesser als die Stange C und wird in der Büchse E⁵ mittelst Metallierung e⁴ centrirt. e⁵e⁵ sind die Dichtungsringe, welche aus halben Stücken mit Anpafsstellen und versenkten Schrauben e⁶, wie in Fig. 14 und 15 ersichtlich, derart zusammengesetzt sind, dafs sie genau über die Stange C passen.

In den nach aufsen liegenden Kanal der Büchse e² ist das innere Flantschende eines Büchsringes e⁷ eingesetzt, welcher ebenfalls in Längsrichtung getheilt ist und ein aus dem Stopfbüchsenende herausragendes Stück zeigt (Fig. 9). Dieses Endstück hat eine konische Ausbohrung um die Kolbenstange herum, worin ein konischer Dichtungsring e⁸ aus weichem Metall Platz findet und von einer über das Stopfbüchsenende geschraubten Kappe e⁹ festgehalten wird.

Die untere Hälfte der Büchse e² wird zuerst in die untere Halbschale e der Stopfbüchse eingelegt, wobei die obere e¹ abzunehmen ist. Nachdem Kolben und Stange gehörig centrirt sind, werden Ringe e⁵, vier in der Zeichnung, auf die Stange an jeder Cylinderseite aufgezogen und mit den bezüglichen Ringnuthen der Halbbüchsen e² derart in Eingriff gebracht, dafs sie di?ht an die seitlichen Stege derselben anschliefsen (Fig. 9), nicht aber die Peripherie genannter Nuthen berühren. Die Halbbüchsen e² werden nun gehörig nach den Ringen eingestellt und innerhalb des Zwischenraumes mit geschmolzenem Metall, zweckmäfsig Babbit-Metall, vergossen, wodurch nach dem Erkalten eine unverrückbare Vereinigung der beiden Büchsen erzielt wird. Die untere Hälfte des Ringes e⁷ wird auch gleichzeitig mit den Ringen e⁵ eingesetzt, wobei dieselbe eine seitliche Verschiebung zur bequemeren Einrichtung der Stange in Achsrichtung zuläfst. Die obere Hälfte jedes Büchsringes e¹ und die Hälften e² kommen dann an ihre Stelle, und darüber wird der Obertheil e¹ des Stopfbüchsengehäuses mit einer Zwischenlage geeigneten Dichtungsmaterials festgeschraubt; hiernach wird auch 'die obere Hälfte e² mit geschmolzenem Metall durch eine passende Oeffnung hindurch ausgegossen. Auf diese Weise erhält man eine absolut dampfdichte, mit Metallliderung versehene Stopfbuchse, in welcher weiter Spielraum für die Ausdehnung der Metalle, sowie in seitlicher Richtung für das genaue Einrichten der Stange vorgesehen ist.

Wenn erwünscht, kann die Dichtungsstelle geschmiert werden, wodurch auch die Abdichtung noch vermehrt wird, und zwar mittelst Wasser (Fig. 11), welches in den centralen Hohlraum innerhalb der Hälften e² eingeführt wird.

Zu diesem Zweck zweigen Rohre E⁶ E⁶ von einem Wasserbehälter Ε^Ί ab und münden in die Büchse E^s.

Die Wärme der Kolbenstange verursacht Wassercirculation durch die Büchse hindurch und wird etwas Wasser von demjenigen in Dampf verwandeln, welches durch Capillarwirkung sich an der Stange entlang und durch die Ringe in genügender Menge hindurchzieht, um die Schmierung zu besorgen und Reibungsverlusten vorzubeugen.

FF sind Markirplatten zum Centriren der Kolbenstange, welche vor den Stopfbüchsen E⁵ an Armen F¹ F¹ gehalten werden.

G G und G¹ G¹ sind die Einlafs- bezw. Auslafshähne und G² ein Regulirhahn, welche alle unter einander gleich construirt sind. In den cylindrischen Hohlraum des Gehäuses G³ ist unten an der Eintrittsmündung G³ ein becherartiger Ventilsitz H fest eingesetzt, dessen Wandung von engen, radial in regelmäfsiger Folge angeordneten Schlitzen g^l durchbrochen ist. Aufsen herum bildet die Gehäusewandung einen ringförmigen Kanal G⁷, der mit dem Austrittsrohr G⁴ communicirt.

h ist der gleichfalls becherartige und schwach konische Einsatz, welcher genau und dicht in den Sitz H einpafst und mit Versteifungsrippen h^a central an der Spindel g angebracht ist. Die Wandung h ist wie bei h¹ vertical durchbrochen und die Schlitze entsprechen genau den Schlitzen g^l, indem beide registerartig über einander passen und bei ganz kleiner Hahnbewegung eine grofse Dampföffnung veranlassen. Die Stege zwischen den Schlitzen g^l

sind zweckmäfsig innen ausgekehlt, wie bei g* ersichtlich, einmal aus dem Grunde, dafs die Reibungsfläche auf ein Minimum reducirt werde, und ferner, dafs eine schnellere und gleichmäfsigere Ausdehnung des Ventilsitzes infolge der Wärme des Dampfes im Gehäuse stattfindet.

g³ ist ein an dem oberen Spindelende befestigter Arm zur Bethätigung des Hahnes. Oeffnungen h³, die am Boden des Einsatzes h vorgesehen sind, bezwecken, den Druck über und unter dem Hahnkörper gleich zu halten. Die Steuerungshähne G G stehen so mit den bezüglichen Einlafskanälen des Cylinders in Verbindung, wie es Fig. 6 zeigt, und die Einlafsmündungen G³ schliefsen an ein Zweigrohr / der Dampfleitung an, so dafs dieselben Dampf aus dem Regulirventil G², dem derselbe von einem Kessel durch das Rohr J¹ zuströmt, erhalten.

Die Exhausthähne G¹ G¹ stehen in ähnlicher Verbindung mit den Exhaustanschlüssen des Cylinders und mit dem Exhaustrohr i.

Die vier Hähne G G und G¹ G¹ werden gleichzeitig mittelst einer vierarmigen Sternplatte J betätigt, welche oben auf der Cylindermitte drehbar gelagert ist und an jedem Arm eine angelenkte Stange J¹ zum Angriff je eines Spindelarmes g³ hat, wodurch bei einer Drehung der Sternplatte allen Hähnen gleichzeitig Bewegung ertheilt wird. J² ist ein Bügel, der an der Sternplatte ansetzt und oben mit einem Längsschlitz versehen ist. In diesen greift die einstellbare Schubstange J³, welche eine hin- und hergehende Bewegung im geeigneten Augenblick durch Curvenschub ■ empfängt und die Sternplatte dreht. An dem einen Ende eines vom hinteren Cylinderende vorspringenden Consolarmes J⁵ ist ein Hebel /⁴ drehbar angebracht, reicht nach vorn über die Sternplatte hinweg und ruht auf einer an der vorderen Cylinderseite sitzenden Consolstütze /⁶. Ein Gelenkstück J⁷ verbindet den Hebel J⁴ mit der Stange J³ derart, dafs durch Verschieben des Hebels die Stange J³ nach dem einen oder anderen Ende des Bügels gerückt wird. Infolge dieser Bewegung erhält die Sternplatte Schwingungen in Kehrrichtung mit Beziehung zu dem Antrieb von der Stange J³, so dafs auch die Bewegung der Maschinenwelle umgekehrt wird. Der Hebel Jⁱ wird in jeder Stellung durch Einschnitte J⁸ in der Consolstütze J⁶ festgehalten.

Kk⁹ sind zwei auf die Hauptwelle aufgekeilte Schwungräder, von denen das Rad K eine Curvennuth K¹ in seiner Fläche zeigt. Diese Nuth verläuft concentrisch zum Radmittelpunkt, wie in Fig. 19 ersichtlich, und hat nach innen zu eine concentrische Erweiterung K², die sich etwa zu zwei Dritteln des Umkreises herumzieht, ferner eine ähnliche Erweiterung K³ am Aufsenrande, welche der anderen K² diametral gegenüberliegt und deren Länge zwei Drittel der Nuthlä'nge beträgt. Die Enden der Erweiterungen kommen also an diametral gegenüberliegenden Stellen, wie. in Fig. 19 ersichtlich, über oder parallel zu einander. In die Erweiterung K² wird ein adjustirbarer Liderungsstreifen Χ'⁴ eingesetzt und mittelst Schrauben oder in anderer Weise darin befestigt; ebenso kommt in die Erweiterung K³ ein ähnlicher Streifen K⁵. Vermöge dieser Streifen wird nun der Gleitbahn die gehörige Contour gegeben, und die Ausweichstellen werden an den Stücken, da, wo die Streifen über einander greifen, derart hergestellt, dafs man die Streifenenden etwas nach innen ausrichtet, wie dies Fig. 21 andeutet.

k ist eine Schubrolle, die in der Nuth K¹ läuft und auf einem Gleitstück j montirt ist, welches in unmittelbarer Nä'he der Radfläche K an einem festen Consol j¹ in geeigneten Gleitbahnen gelagert ist. Dieses Laufrad hat zweckmäfsig folgende Bestandtheile: eine Nabe k^l, drehbar über dem am Gleitstück j sitzenden Zapfenstift k², einen äufseren Gummiring k³, eine Umhüllung A:⁴ von Wärme nicht leitendem Material und einen stählernen Radreifen Ä^B. Diese Construction ergiebt ein federndes Rad, welches sanft und stetig in der Schubcurve läuft und eine sanfte Bewegung des Gleitstückes j veranlafst.

Das Gleitstück j hat einen seitlichen Arm j'², welcher an das untere Ende des Hebels j³ angelenkt ist, der seinerseits an einem abstehenden Arm / der Tragstütze j^l drehbar aufgehängt ist, wie in Fig. 18 ersichtlich. Dasobere Ende des Hebels j^a greift an das angelenkte Ende der Stange J³ an und theilt diesem die Bewegung mit, die auf die Steuerungshähne übertragen wird. Da nur eine kleine Bewegung der Stange J³ zur Bethätigung der Hähne erforderlich ist, können die Curvenausweichungen in der Schubbahn des Rades K sehr klein ausfallen, aufserdem kann die nothwendige Verschiebung des Gleitstückes j durch sorgfältige Einstellung der Theile kaum merkbar gemacht werden, wodurch ruckweise Beanspruchung der Hähne ausgeschlossen wird. J⁷ ist eine regulirbare Feder, mittelst deren das Gleitstück j nach innen gedrückt werden kann, zu dem Zwecke, die Laufrolle k immer an dem Innenende der Curvennuth anliegen zu lassen.

Wie in der Oberansicht, Fig. 6, ersichtlich, erhält der Regulator L seine Bewegung durch Vermittelung der Kegelräder PP¹. Die Regulirbewegung wird weiter durch einen nicht besonders dargestellten einfachen Regulatormechanismus auf die Schubstange J³ übertragen, welche die Spindel des Regulirhahnes G² an dem Arme g^s bethätigt.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:
   Eine schnelllaufende Dampfmaschine mit Hahnsteuerung, gekennzeichnet durch den Aufbau des liegenden Cylinders, welcher aus ringförmig ausgesparten Deckeln (B¹B¹), an denen zugleich je zwei Dampfkanäle münden, und einem dazwischen eingespannten dünnen Cylinderrohr (b), sowie einem umgebenden Mantel zusammengestellt ist, und welcher im Anschlufs an einen halbcylindrischen, mit Flantschen (B⁶) versehenen Hohlkörper (A*) an dem die ganze Maschine aufnehmenden und durch Längsanker (a⁵ a⁶) versteiften Maschinenbett sein Auflager findet.

   An der nach Anspruch i. angeordneten schnelllaufenden Dampfmaschine eine Hahnsteuerung mit vier Steuerungshähnen (G G G¹ G¹), einer die Kanaleröffnung vervielfachenden Construction, von denen je zwei einerseits mit dem Regulirhahn (G²), andererseits mit dem Auspuff communiciren, wobei der durch die Einrichtung der Steuerungshähne auf das geringste Mafs beschränkte Steuerungsantrieb von einem am Schwungrade vorgesehenen Curvenschub unter Vermittelung einer an eine Sternplatte (J) mit Coulissenbügel (J'²) angreifenden Schubstange (J⁸) abgeleitet wird.

   3· An der nach Anspruch i. angeordneten schnelllaufenden Dampfmaschine:

   a) eine metallisch dichtende Stopfbüchse für die Kolbenstange (C), gebildet aus einem zweitheiligen, lose anschliefsenden Büchseneinsatz (e²) mit ringförmigen Aussparungen (e³) zur Aufnahme der metallenen Büchsringe (e^s), welche zur Beförderung einer einzurichtenden Wassercirculation mit ihrer Peripherie die cylindrische Wandung nicht berühren, und aus einem ebenfalls zweitheiligen Stopfbüchsengehäuse, mit dem der Einsatz durch Vergiefsen mit Metall verbunden wird und an dessen Aufsenende eine aufschraubbare Kappe die Dichtung an der Kolbenstange durch einen Prefskonus in Verbindung mit einer gewöhnlichen Stopfbüchse vervollständigt;

   b) eine Wasserliderung am Kolben, zu dessen ringförmiger Liderungsnuth Wasser vom Dampfkessel derart zugeführt wird, dafs es unter Vermittelung eines ausziehbaren Rohres in das hinten durchgeführte hohle Kolbenstangenende und durch radiale Bohrungen zur Dichtungsstelle gelangt.