DE64327C - Einfach wirkende WOOLF'sche Maschine mit Kolbenschiebern und Dampfzuführung zu den nicht wirkenden Kolbenseiten sowie mit besonderem Kolbenschieber für den Niederdruckauspuff - Google Patents

Description

' KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Die Ausführung der den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildenden Verbundmaschine Woolf'sehen Systems ist derart, dafs entweder zwei Satz von je aus einem Hochdruckcylinder und einem darunter liegenden Niederdruckcylinder bestehenden Cylindern,- oder ein neben einem Hochdruckcylinder angeordneter Niederdruckcylinder mittelst ihrer Kolben auf unter i8o° gegen einander versetzte Kurbeln wirken, wobei die Führung des Dampfes nach und von dem einen Ende jeden Cylinders durch einen besonderen Schieber vermittelt und die Verbindung zwischen den unteren Enden der Niederdruckcylinder und dem Auspuff durch einen einzelnen Schieber erfolgt.

Fig. ι zeigt einen senkrechten Längsschnitt, Fig. 2 einen senkrechten Querschnitt der einen Ausführungsform; Fig. 3 und 4 sind entsprechende Schnitte der zweiten Ausführungsform.

Die Maschine, Fig. 1 und 2, ist mit zwei Satz einfach wirkender Cylinder versehen, die neben einander und_ mit zwischenliegendem Schieberkasten angeordnet sind und von welchen jeder einen Hochdruckcylinder 1 und einen Niederdruckcylinder 2 umfalst, die' über einander liegen. Die Cylinder 1 und 2, i^a und 2^a sind mit Kolben 3 und 4, γ und 4" versehen, die auf ein und derselben Kolbenstange 5 .bezw. 5^a sitzen. Jede dieser Kolbenstangen schliefst sich an einen.Schuh 6 an, der in einer Führung 7 verschiebbar ist und durch ein Gelenk 8 mit Bolzen 9 und Pleuelstange 10 mit der Kurbelkröpfung 11 der Welle verbunden ist.

Die unteren Enden der beiden Niederdruckcylinder 2 und 2^a sind nach vorliegender Erfindung mittelst Deckels 13 mit Stopfbüchse 14, durch welche die zugehörige Kolbenstange 5 bezw. 5^a geht, geschlossen. Im dargestellten Beispiel dient nur ein Deckel zum Verschlufs des unteren Endes eines jeden Cylinders 2 und 2^a und des unteren Endes des Schieberkastens, für welchen der Deckel noch mit einer Stopfbüchse 15 für die Schieberstange 16 versehen ist. Diese Stopfbüchsen 14 und 15 hindern den Eintritt des Dampfes nach dem geschlossenen Gehäuse 14, das einen Theil der Kurbelwelle und die Kurbeln umgiebt, wenn die vorliegende Ausführung gewählt wird, bezw. den Austritt in die Aufsenluft, wenn die Thüren an diesem Gehäuse, das zum Tragen der Cylinder dient, geöffnet werden. Ferner ver-. ·. hindern diese Stopfbüchsen, dafs Luft oder Oel_v aus dem Kurbelwellengehäuse oder von aufsen her während des Auspuffs an die Cylinder gelangt und die unteren Enden der Cylinder abkühlt. :

Zwischen dem Hoch-, und Niederdruckcylinder eines jedes Satzes ist ein Trennungsdeckel i^b angeordnet, durch dessen Metallpackungen ι^c die Kolbenstangen führen. In das obere Ende eines jeden Hochdruckcylinders mündet ein Kanal 17 bezw. 17", in das untere Ende ein Kanal 18 bezw. i8^a, in das obere Ende eines jeden Niederdruckcylinders eiri Kanal 19 bezw. 19" und in das untere Ende

ein Kanal 20 bezw. 20^a. Mit dem Dampfeinlafs 21, Fig. 2, ist ein ringförmiger Dampfraum 21^a des Schieberkastens in Verbindung. Der Auspuffkanal 22 der Hochdruckcylinder tritt mit dem ringförmigen Dampfraum 22^a und mit beiden unteren Kanälen 18, i8^a in Verbindung. Der Auspuffkanal 23,23" der Niederdruckcylinder tritt mit den beiden unteren Kanälen 20, 20° und mit dem Auspuff 24 in Verbindung.

Die beiden Hochdruckkolbenschieber 25 und 25^a sind nach vorliegender Erfindung derart unter einander angeordnet, dafs sie sich gegenseitig entlasten. Diese Kolbenschieber bringen die Kanäle 17, 17^a abwechselnd mit dem Dampfraum 21^a und dem Hochdruckauspuffkanal 22 in Verbindung. Die Communication zwischen den Hoch- und Niederdruckauspuffkanälen 22, 23 wird mittelst des im cylindrischen Schiebergehäuse angeordneten Trennungskolbenschiebers 26 verhindert.

Die Niederdruckkolbenschieber 27 und 27 ^s sind ebenfalls derart unter einander angeordnet, dafs sie einander entlasten. Diese Kolbenschieber bringen die Kanäle 19, 19^a abwechselnd in Verbindung mit dem ringförmigen Dampfraum 22^a und dem Niederdruckauspuff kanal 23 oder 23 ^a. Der untere Auspuff kolbenschieber 28 regelt die Verbindung zwischen den unteren Kanälen 20, 20^a, dem Niederdruckauspuff- - kanal 23 und dem Auspuff 24.

Die einzelnen Kolbenschieber sind unter einander derart auf der Schieberstange 16 befestigt, dafs sie sich im senkrechten cylindrischen Schieberkasten zugleich verschieben. Die Bewegung dieser Schieber und das Abschneiden des Dampfes mittelst der Hoch- und Niederdruckschieber wird durch eine geeignete Verbindung vom Excenter 29 unter Mitwirkung eines passenden Schwungradregulators 30 geregelt. Dieser Regulator ist neben einem Lager 31 der Kurbelwelle an dem Schwungrad 40 angeordnet und in Verbindung mit einer Spin-· del 32, die durch einen Theil der Welle 12 führt und mit dem Excenter verbunden ist.

Im dargestellten Beispiel erfolgt der Antrieb der Schieber vom Excenter 29 mittelst der Stange 33, eines Hebelarmes 34, Fig. 2, einer Achse 35, eines Armes 36, einer Excenterstange 37 und eines Excenterringes 38, welcher das Excenter 29' umschliefst. Dies Excenter enthält einen länglichen Schlitz 39 für den Durchgang der Welle 12, derart, dafs, wenn Schwungradregulator 30 eine Theildrehung auf die Spindel 32 überträgt, diese Bewegung mittelst Hebels 41 der, Spindel und der Glieder 42 behufs Regelung der Expansion auf das Excenter übertragen werden kann.

Diese Einrichtung ist aus Fig. 5, 6 und 7 ersichtlich. Die Drehung der Spindel 32 erfolgt durch am Schwungrad 40 drehbare Gewichtsarme, Fig. 7, die unter Gegenwirkung von Federn stehen und mit Spindel 32 durch Arme 46 und kurze Anschlufsglieder verbunden sind. .".

Alle Schieber der Schieberstange 16 einer Maschine der beschriebenen Ausführung können durch ein Excenter bewegt werden, das zwischen den Kurbeln auf der Kurbelwelle festsitzt, und der Regulator kann fortfallen.

Die Hochdruckcylinder 1 und 1^a sind mit einem Sicherheitsventil 44, Fig. 1, versehen. ■ Die Wellenlager 31 enthalten Kanäle 43, durch " welche das Schmiermittel zuläuft.

Nach der Darstellung Fig. 1 empfängt das obere Ende des Cylinders i^a Hochdruckdampf aus dem Raum 21% und der zugehörige Nieder-· druckcylinder 2" empfängt Hochdruckauspuffdampf aus dem Hochdruckcylinder 1 durch ■· den Kanal 22, Raum 22^a und den Kanal 19". Das untere Ende des Cylinders 1^a ist in Verbindung mit dem Hochdruckauspuffkanal 22, während dasjenige des Cylinders 2^a mit dem Auspuffrohr 24 durch seinen Kanal 20 und den Niederdruckauspuff kanal 23 in Verbindung ist. Ferner sind beide Enden des Hochdruckcylinders 1 mit dem Auspuffkanal 22 verbunden, und beide Enden des Niederdruckcylinders 2 sind mit dem Auspuffkanal 23 verbunden, und die Verbindung zwischen letzterem Kanal und. dem Auspuffrohr 24 wird durch den unteren Schieber 28 geschlossen. Wenn die Kolben 3^a und 4^a einen Theil ihres Niederganges hinter sich haben, sind die Hoch- und Niederdruckdampfschieber so hochgegangen, dafs sie den Dampf nach den Cylindern 1^a und 2^a abschneiden und diese mit Expansion arbeiten lassen. Wenn die Kolben 3^a und 4" dem unteren Hubpunkte nahe sind, ist der Schieber 28 hochgegangen und hat die Verbindung mit dem Auspuffrohr 24 geschlossen, wodurch der Dampf unter dem Kolben 4^a comprimirt wird und den Druck des über dem Kolben stehenden Dampfes ausgleicht. Wenn die Kolben 3 und 4 dem oberen Hubpunkte nahe sind, sind die Schieber 25 und 27 hochgegangen und haben die Kanäle 17 und 19 so weit geschlossen, dafs der Dampf am oberen. Ende der Cylinder 1 und 2 comprimirt wird. Schieber 25 und 27 bringen dann das obere Ende der Cylinder 1 und 2 in Verbindung mit den Dampfräumen 21^a bezw. 22% und die Kolben 3 und 4 führen den Niedergang aus. ■ Die Schieber 25^a und 27^a sind, ebenfalls so bewegt worden, dafs sie die beiden Enden eines jeden der Cylinder i^a und 2^a verbinden, so dafs der Druck auf die beiden Seiten der ..■■ Kolben in diesen Cylindern nahezu sich ausgleicht, während die Kolben den Hochgang machen. ■

Der Schieber 28 hält dann das untere Ende, des Cylinders 2 aufser Verbindung mit dem

Claims (1)

1. Auspuffrohr 24, bis über dem Kolben die Compression beginnt, worauf das beschriebene Spiel sich wiederholt.

   Im Ausführungsbeispiel Fig. 3 und 4 ist der Hochdruckcylinder 1 mit Kolben 3 neben dem Niederdruckcylinder 2 mit Kolben 4 angeordnet. Die Kolben 3 und 4 wirken bezüglich auf die Kurbeln 5 und 6 der Welle, die wiederum unter i8o° versetzt und von dem Gehäuse 7 umgeben sind, über welchem die Cylinder angeordnet sind. Das untere Ende eines jeden Cylinders ist durch einen Bodendeckel 8 verschlossen, der, mit Stopfbüchse 9 versehen, zwischen dem unteren Ende des zugehörigen Cylinders und dem Gehäuse, das die Kurbeln umgiebt, befestigt ist und die Führung 10 für den Gleitschuh 11 der entsprechenden Kolbenstange trügt.

   Die Kolbenschieber 12 und 13 sind unter einander auf einer Stange 14 befestigt und im Schieberkasten 15 angeordnet, der zwischen den beiden Cylindern liegt und mit Stopfbüchse i8^a versehen ist. Die entlasteten Kolben^ schieber sind hier aus einem Stück gefertigt. Schieber 12 läfst den Dampf ein, schneidet ihn ab und regelt den Dampfdurchgang durch Einlafs 16 und den Dampfraum 17 nach den Kanülen 18, die nach dem oberen Ende des Hochdruckcylinders führen.

   Die Bewegung dieses Schiebers 12 ist derart, dafs er die Kanäle 18 nicht schliefst und den Auspuff aus dem oberen Ende der Cylinder nicht regelt.

   Der Schieber 13 regelt den Durchlafs des Auspuffdampfes aus den Kanälen 18 des Hochdruckcylinders nach den Kanälen 19, die nach dem oberen Ende des Niederdruckcylinders führen.

   Der hohle Kolbenschieber 20, der auf der Stange 14 befestigt ist, regelt die Verbindung zwischen den unteren Enden der Cylinder und dem Auspuffkanal 22.

   Die Schieber 12, 13 und 20 werden durch Excenter 22 bewegt, das auf der Kurbelwelle zwischen den Kurbeln 5 und 6 festsitzt und dessen Stange 23 mit der Schieberstange 14 durch Gleitschuh 24 verbunden ist, der in der Führung 25 sich verschieben kann.

   Der Dampfeintritt in die Maschine wird in diesem Falle durch Drosseln mittelst eines Regulators bewirkt. ■ ' ;

   In der Decke des Schieberkastens 15 befindet sich eine Oeffnung 15% aus welcher Dampf, der an dem oberen Schieber vorbeigehen könnte, entweichen kann.

   Jede der Führungen ι ο ist mit einem Loch 1 o^a versehen, durch welches die Stopfbüchsen 9 leicht erreichbar sind.

   Das die Kurbel umgebende Gehäuse 7 ist vorn und hinten mit grofsen Oeffnungen versehen, die durch eine Thür oder einen Deckel 7^a geschlossen sind, so dafs man nach Wegnahme der Thüren Zugang zu den einzelnen Stopfbüchsen hat.

   Bei der gezeichneten Stellung der Theile empfängt das obere Ende des Hochdruckcylinders 1 frischen Dampf aus dem Dampfraum 17 durch den Kanal 18. Die beiden Enden des Niederdruckcylinders stehen durch den hohlen Kolbenschieber 20 in Verbindung, der in diesem Augenblick die Kanäle schliefst, die nach dem Auspuffkanal 21 führen. Der Kolben des Hochdruckcylinders macht dann seinen Niedergang und der Kolben des Niedercylinders, auf dessen beiden Seiten ungefähr gleicher Druck ,herrscht, seinen Hochgang. Inzwischen geht Schieber 12 abwärts, schliefst die Kanäle 17% die aus dem Dampfraum 17 nach dem Schieberkasten führen, und schneidet dadurch den Dampfzutritt nach dem Hochdruckcylinder ab. Der Schieber 13 aber schliefst die Kanäle 19, so dafs, wenn der Niederdruckkolben nahe dem höchsten Hubr punkte ist, er Compression über sich hat. Der Schieber 20 öffnet den Auspuffkanal, so dafs der Dampf unter beiden Cylindern entweichen kann. Bei weiterem Abwärtsgang des Schiebers 13 werden die Kanäle 19 geöffnet und der Dampf kann oben aus dem Hochdruckcylinder durch die Kanäle 18 und den ringförmigen Raum zwischen den Schiebern in den Niederdruckcylinder 2 eintreten, dessen Kolben den Niedergang ausführt, während der Hochdruckkolben aufwärts geht.

   Während dieses Vorganges beginnen die Kolbenschieber wieder ihren Hochgang, so dafs, wenn der Niederdruckkolben nahe an seinen unteren Hubpunkt gelangt und der Hochdruckkolben an seinen oberen Hubpunkt, der Schieber 13 die Verbindung zwischen den oberen Enden der beiden Cylinder schliefst, der hohle Kolbenschieber 20 den Auspuff schliefst und eine Compression des Dampfes unter dem Niederdruckkolben veranlafst, während der Schieber 12 die Kanäle 17^s wieder öffnet und frischen Dampf oben in den Hochdruckcylinder 1 strömen läfst, worauf die Vorgänge sich wiederholen.

   Pate ν τ-Ansprüche:

   i. Eine einfach wirkende WooIf'sehe Maschine, entweder mit zwei Satz von je aus

   ¹ einem Hochdruckcylinder (1, i^a) und einem darunter liegenden Niederdruckcylinder (2,2^a) bestehenden einfach ■ wirkenden Cylindern, oder mit einem neben einem Hochdruckcylinder (ι) angeordneten Niederdruckcylinder (2), deren Kolben auf zwei um i8o° versetzte Kurbeln wirken, wobei die ■Führung des Dampfes nach einem Ende jeden Cylinders und aus demselben heraus durch einen besonderen Kolbenschieber

   derart geregelt wird,' dafs der über einem Hochdruckkolben befindliche Arbeitsdampf auch unter denselben gelangt, um über einen Niede'rdruckkolben zu treten, während ein einzelner Kolbenschieber (28) die Verbindung zwischen dem unteren Ende der Niederdruckcylinder (2,.2^a) bezw. des Niederdruckcylinders (2) und dem Auspuff derselben vermittelt.

   , Eine Wo ο If'sehe Maschine der unter 1. bezeichneten Art, bei welcher die beiden Vertheilungsschieber (25, 2 5^a) für die Hochdruckcylinderund die beiden Schieber(27,27^a) für die Niederdruckcylinder unmittelbar unter einander und mit einem Dampfraum zwischen den Schiebern jedes Paares angeordnet sind, derart, dafs jedes Paar Schieber einen Entlastungsschieber bildet. .
   Eine Woolf'sche Maschine der unter 1. bezeichneten Art, bei welcher zwei Satz von Hoch- und Niederdruckcylindern mit zwei Hochdruckdarnpfschieberh (25, 25^s) und mit zwei Niederdruckkolbenschiebern (27, 27^a), sowie mit dem Trennungsschieber (26) zwischen den Auspuffkana'len (22 und 23) angeordnet und mit dem Auspuffschieber (28) versehen sind, wobei die einzelnen Schieber unter einander auf einer einzigen Stange (16) so befestigt sind, dafs sie sich zugleich im zylindrischen Schieberkasten verschieben, der an dem unteren Ende durch Stopfbüchsen (15) verschlossen ist.

   Eine Woolf'sche Maschine der unter 3. bezeichneten Art, bei welcher zur Steuerung der Schieber ein Excenter (29) angeordnet ist, das von einem beliebigen Schwungregulator (30) mittelst einer in der Kurbelwelle (12) liegenden Spindel (32) verstellt werden kann. ■ . .

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.