DE59887C - Doppelt wirkende Kraftmaschine - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

,KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Die Erfindung bezieht sich auf Neuerungen an derjenigen Klasse von Dampfmaschinen, die als doppelt wirkende bekannt sind und rechtwinklig zu einander gerichtete Kolben, sowie eine Kurbelwelle in diesen Kolben haben, wodurch die lodten Punkte überwunden werden und die Maschine mit hoher Geschwindigkeit und sehr gleichmä'fsig und leicht läuft.

Auf beiliegenden Zeichnungen ist:

Fig. ι eine Seitenansicht der Maschine, aus welcher besonders die Drehschiebersteuerung ersichtlich ist,

Fig. 2 ein Grundrifs der Maschine,

Fig. 3 ein Verticalschnitt nach der Linie x-x von Fig. 2,

Fig. 4 ein Horizontalschnitt nach der Liniey-y von Fig. i,

Fig. 5 ein Querschnitt nach der Linie ^-^ von Fig. i.

Fig. 6 ist die Ansicht des mittleren Theiles des Gehäuses für z. B. den oberen Drehschieber, Fig. i, ohne diesen selbst. Aus dieser Figur kann die Form der Kammer in dem Gehäuse und das Verhältnifs des oberen Kolbens und seines Gehäuses zu dieser Kammer beurtheilt werden.

Fig. 7 ist eine perspectivische Ansicht eines der vier Drehschieber,

Fig. 8 eine Seitenansicht des inneren Kolbencylinders mit den Kolben an den Seiten; aus dieser Figur ist das Lager für die Kurbelwelle zwischen den inneren Kolben ersichtlich.

Auf den Zeichnungen bedeutet 2 das auf dem Bett ruhende Gehäuse der Maschine; die dargestellte Anordnung dieser Theile ist indessen für die Erfindung nicht wesentlich, da die Maschine auch bei anderer Anordnung dieser Theile gleich gut arbeitet. Die Maschine ist nach der Darstellung symmetrisch ausgebildet, d. h. es sind die Enden bezw. Seiten der Maschine gleichartig beschaffen, nur die beiden Kolben an den Enden und Seiten und deren Cylinder sind vollkommen übereinstimmend, so dafs die Kolben an den Enden und die an der Seite gegen einander vertauscht werden können. Das Gleiche ist mit den Drehschiebern der Fall, die alle vier dieselbe Einrichtung haben.

Auch die beiden Seitentheile des Gehäuses sind in ihrer Construction übereinstimmend, und jedes der Seitentheile ist mit Dampfkanälen versehen, die rechtwinklig zu einander verlaufen und mit den Kammern an den Kopfstücken der bezüglichen Kolben durch die Drehschieber in Verbindung stehen. Es kann daher jede Seite als Zuführung für den Dampf und jede als Abführungsseite angewendet werden. Bei der dargestellten Maschine ist die vordere Seite als die Zuführungsseite mit dem Speiserohr S und' den Vertheilungskanälen 4, Fig. 4 und 5, behandelt. Auf der anderen Seite liegt das Abdampfrohr oder die Oeffnung E mit den Auslafskanälen 5, Fig. 4 und 5, die von den bezüglichen Dampfkammern vor den Kolben durch die verschiedenen Drehschieber nach dem Auslafs führen.

Die Dampfkanä'le 4 und 5 brechen sich an der Antriebwelle. In dem Gehäuse ist an dieser Stelle eine erweiterte ringförmige Oeffnung hergestellt, während eine entsprechende ringförmige Nuth 7 in jeder Lagermutter 8 vorgesehen ist, so dafs der Dampf um diese Mutter

herumgehet! und frei durch die Kanäle hindurchtreten kann. Das Gehäuse hat auf jeder Seite der Dampfkanäle Gewinde, ebenso die Mutter 8, die auf beiden Seiten der Nuth 7 Gewinde hat, um mit dem Gehäuse in Eingriff zu treten und einen festen Träger für die Welle zu bilden und gleichzeitig dicht abzuschliefsen.

Das so beschaffene Gehäuse ist für die Anwendung von vier Kolben geeignet, von denen zwei horizontal und zwei vertical kufen. Die horizontalen Kolben 9 laufen in dicht schliefsenden Kammern 10, die in dem Hauptgehäuse vorgesehen, und die Kolben 11 laufen in einem Cylinder 12, der in das Hauptgehäuse unter rechtem Winkel zu den Kammern 10 eingesetzt ist. Das Hauptgehäuse hat eine oval gestaltete Kammer, Fig. 7, in welcher der Cylinder 12 seitliche Hin- und Herbewegung ausführen kann. Es ist auch mit kurzen Armen 13 an jeder Seite der Mitte versehen, an denen die Kolben 9 durch lange Bolzen 14, Fig. 3, befestigt sind. Die Kolben 9 werden an dem Cylinder verbolzt, nachdem jeder Kolben besonders in seiner Kammer untergebracht worden ist.

Es hat danach der Cylinder 12 und die mit demselben verbundenen Kolben 9 zusammen eine Rechts- und Linksbewegung innerhalb ihrer bezüglichen Kammern. Diese Bewegung in der einen oder anderen Richtung wird durch den Ausschlag der Kurbel 15 auf der Triebwelle begrenzt, deren bezügliche Länge aus Fig. 5 ersichtlich ist. Beide Enden des Cylinders 12 werden durch eine Kappe bezw. einen Boden geschlossen. Die Seiten sind ein wenig abgeflacht, wie bei 16 in Fig. 5 ersichtlich, damit sie sich gegen die Flächen 17 der Seitentheile des Gehäuses legen und den Cylinder vollkommen ausgerichtet halten können

Mitten durch die Seitentheile des Cylinders 12 sind Schlitze hergestellt, welche für die seitliche Bewegung des Cylinders auf der Welle Raum lassen.

Innerhalb des Cylinders 12 sind die Kolben 11 durch einen Hals 18 verbunden, welcher in diesem Falle als Gufsstück mit den Kolben hergestellt ist, eventuell aber auch ein besonderes Stück bilden kann. Dieser Hals hat einen offenen Querschlitz 19 in der Mitte, welcher einen Theil eines Lagers für die Kurbel 1 5 bildet. Das Lager wird durch einen Block 20 vervollständigt, der in diesen Schlitz pafst und mit einem konischen Loch 21, Fig. 3, versehen ist, in welches ein Schraubenbolzen 22 tritt, der ein kegelförmiges Ende hat, das in das Loch greift und den Block nach Mafsgabe des Eindrehens des Bolzens abdichtet. Die Welle und der Block werden erst in Stellung gebracht, nachdem der Cylinder 12 in dem Gehäuse untergebracht worden ist. Bei der dargestellten Maschine schliefst das Bett 3 den unteren Theil des Cylinders 12 und bildet eine Kammer für den unteren Drehschieber. Für die anderen Drehschieber sind die Deckel 23 und 24 mit Kammern versehen. Jeder Drehschieber hat eine Spindel 26, welche an dem einen Ende vorsteht und durch den Deckel tritt, welcher den Schieber in Stellung hält. Auf diesen Spindeln sind kurze Arme 27 befestigt, die mit Stellmuttern versehen sind. Jeder Arm hat eine Stange 28, die mit einem Ring 29 verbunden ist, der auf einem Excenter 30 der Hauptwelle läuft und durch welchen die Bewegungen der Drehschieber bewerkstelligt werden. Durch diesen Mechanismus wird die Dampfführung nach erforderlicher Einstellung der verschiedenen Drehschieber wie bei anderen Maschinen geregelt. Um die nothwendige Circulation des Dampfes durch die Drehschieber zu veranlassen, hat jeder Schieber' einen Quereinschnitt 31 an den Enden und zwei parallele Schlitze oder Nuthen 32, die durch eine schmale Scheidewand 33 getrennt sind und am Ende je in einen der Quereinschnitte auslaufen. Die äufseren Kanten jedes Schlitzes sind nach dem einen Ende zu bei 34, Fig. 7, fortgeschnitten, um den Durchtritt des Dampfes zu erleichtern. Die bezüglichen Deckel, welche die Dampfcylinder schliefsen, haben Oeffnungen 35, welche Verbindung zwischen den regulären Dampfwegen 4 und 5 in dem Hauptgehäuse und den Schieberkammern bezw. mit den Schlitzen und Nuthen 31 und 32 in dem Schieber 25 herstellen. Zur Vervollständigung der Dampfcirculation hat jeder Deckel 23, 24 einen engen Längsschlitz 36, der einen Weg zwischen dem Raum in dem Dampfkasten vor jedem Kolben und dem Drehschieber und der Schieberkammer öffnet. Der Dampf tritt durch diesen Schlitz ein und aus, je nachdem die eine oder andere Nuth 32 mit dem Schlitz zusammenfällt, d. h. wenn der Drehschieber in eine bestimmte Lage gebracht worden, wird Dampf durch die Kanäle 4, 35, ■ 31,32 und 36 nach der Dampfkammer gelassen, und wenn der Schieber zum Auslafs ein wenig gedreht wird, tritt der Dampf durch die Kanäle 36, 32, 31, 35 und 5 nach dem Auslafsrohr aus. Diese Kanäle sind für die verschiedenen Drehschieber dieselben.

Die Kanäle oder Kammern für den frischen Dampf sind mit s und die Kanäle oder Führungen für den verbrauchten oder Abdampf mit e bezeichnet.

Die Arbeitsweise der Maschine ist folgende: Wenn Dampf auf der rechten Seite der Maschine zugelassen und links abgeführt wird, Fig. 3, so haben die arbeitenden Theile die aus den Fig. 1 bis 5 ersichtliche Lage. Die beiden Kolben 9 und der Cylinder 12, durch

welchen die Kolben verbunden sind, bewegen sich unter dem Druck des Dampfes auf den rechten Kolben nach links. Diese Bewegung, wobei die Kolben 11 mit dem Cylinder 12 mitgenommen werden, dauert so lange, bis die Kurbel 1 5 sich der Todtlage gegen den rechten Kolben nähert, worauf der obere Drehschieber 25 sich zu öffnen anfängt und Druck gegen den oberen Kolben wirken läfst. Inzwischen hat die linke Dampfkammer Dampf abgelassen, und diese Kammer und ihr Drehschieber sind wiederum zur Aufnahme von Dampf bereit, sobald die Kurbel 1 5 hinter der Todtlage gegen diesen Kolben und die Kammer nach unten geführt ist. Wenn dies eintritt, so hat sich der rechte Drehschieber genügend gedreht, um den Auslafs zu öffnen. In allen Fällen sind die entgegengesetzten Kammern nach der Dampf-Zu- und Abführung gleichzeitig offen, d. h. wenn der eine Drehschieber Dampf erhält, führt der andere Dampf ab. Nachdem die Kurbel 15 die Todtlage auf der linken Seite passirt hat, kehrt der Cylinder 12 mit dem daran befestigten Kolben nach rechts zurück, wobei die Kurbel 1 5 ihren Niederhub macht unter dem Druck des expandirenden Dampfes in dem oberen Cylinder, während Dampf nun in dem linken Cylinder erscheint. Die Bewegung nach unten auf der linken Seite und herum unter der Todtlage fort folgt, wenn Dampf wiederum in die untere Kammer tritt und die Kurbel 15 hinter die Todtlage auf der rechten Seite und gegenüber den bezüglichen Kolben 9 bringt. Auf diese Weise tritt Dampf in jede der Kolbenkammern nach einander, bei jeder Vierteldrehung der Welle, und das Auslafsrohr wird in gleicher Weise geöffnet. Der volle Dampfdruck wirkt wiederum auf jeden Kolben, sobald die Kurbel der Triebwelle die Todtlage des nächst vorhergehenden Kolbens erreicht.

Eine der Stangen 28 ist starr mit dem Ringe 29 verbunden, um zu verhindern, dafs er sich auf dem Excenter dreht, während die anderen Stangen gelenkig daran angebracht sind, und das Excenter selbst ist; auf der Welle durch eine Schraube h befestigt,, so dafs die nothwendige Bewegung der Drehschieber durch das Excenter bewerkstelligt wird, welches sich in dem Ringe dreht. Die todte Kammer, in welcher der Cylinder 12 sich hin - und herbewegt, läfst Raum, um das Innere der Maschine zu schmieren.

Eine passende Packung für die Lagerschrauben 8 um die Triebwelle ist bei 37 in den Fig. 4 und 5 ersichtlich.

Bei dem Betriebe sind die Seitenkanäle in dem Gehäuse constant mit frischem Dampf gefüllt, es geht dieser Dampf aber erst nach der Benutzung verloren.

Die Drehschieber 25 können eventuell schwach konisch hergestellt werden. Es ist dies indessen kaum nothwendig, da, wenn ein wenig Dampf hinter die Drehschieber treten sollte, dieselben hierdurch nur besser in Stellung gehalten würden. Ihre Bewegung ist nur gering, und die Richtung des Dampfes wird durch die Lage der Scheidewand 33 gegen den Schlitz 36 geregelt.

. Der Schlitz 36 in dem Deckel 24 oben an der Maschine liegt in Richtung mit der Achse der Trieb welle, so dafs er nach dem entsprechenden Kolben stets dann offen ist, wenn der Drehschieber, welcher diesen Schlitz steuert, in der Lage ist, Dampf zu- oder abzulassen. Dasselbe gilt von dem Schlitz unten an der Maschine.

An Stelle des Dampfes kann zum Betriebe der Maschine auch ein anderes Medium, wie Gas, ' Druckluft oder ein anderes Mittel, das durch Expansion Druck ausübt, angewendet werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Eine doppelt wirkende Kraftmaschine mit in gekreuztem Kurbelschub arbeitenden Kolbenpaaren und mit im Kreise fortschreitender Druckvertheilung, gekennzeichnet durch die Construction des äufseren, die gegenüberliegenden Cylinder des einen Kolbenpaares aufnehmenden Gehäuses mit einer mittleren erweiterten Kammer, an deren rechtwinklig zur centralen Kurbelachse flach ausgebildeten Seitenwandungen sich der mit gleichfalls flachen Wangen versehene Cylinder des anderen Kolbenpaares verschiebt, insofern dieser das hin- und herbewegliche Kupplungsglied jener ersten Kolben bildet, deren kreisförmige wirksame Oberfläche gleich dem oblongen Querschnitt des beweglichen Cylinders mit den an die Kurbel angreifenden Kolben gemacht werden kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.