DE6870C - Neuerungen an rotirenden Maschinen - Google Patents

Description

PATENTSCHRIFT

Fürst A. S. DOLGOROUKY in ST. PETERSBURG. Neuerungen an rohrenden Maschinen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 4. October 1878 ab.

Wie fast alle rotirende Maschinen kann auch die vorliegende als Motor, als Pumpe oder als Wassermesser verwendet werden.

In der beiliegenden Zeichnung ist die Construction einer als Dampfmotor dienenden Doppelmaschine dargestellt.

Fig. ι ist die Seitenansicht der Maschine; Fig. 2 der verticale Längendurchschnitt; Fig. 3 der horizontale Durchschnitt nach 1-2, Fig. 2; Fig. 4 und 5 sind verticale Querschnitte bezw. nach 3-4 und 5-6-7-8; Fig. 6 ist ein horizontaler Querschnitt eines Theils der Maschine nach 9-10-11-12-13, Fig. 4.

Die Maschine besteht aus einem gufseisernen Körper A "von doppelcylindrischer Form, Fig. 4 und 5, welcher auf dem Fundamentrahmen B befestigt ist. Der Kasten A ist mit den 'Flantschen α versehen, an welchen mittelst der Bolzen b die Deckel C befestigt sind. Zwischen diesen Deckeln und den Flantschen des Kastens^ sind die Büchsen D angebracht und durch die Bolzen c, Fig. 4, fest an ihrer Stelle gehalten. In diesen Büchsen sind die Vertheilungs- und Umsetzschieber angebracht, wie weiter unten beschrieben. Der innere Raum des Körpers A ist in zwei Hälften getheilt durch die Zwischenwand a¹, woran die Hülsen «² dergestalt ange^: gössen sind, dafs zu beiden Seiten der Zwischenwand 0¹ ringförmige Kammern A¹ und A* entstehen, worin sich die vier Kolben E' E² E³ E* drehen. Die Kolben sind hohl und erscheinen im Durchschnitt als Kreissectoren. Dieselben sind in den Kammern A¹ A² symmetrisch placirt und mit den Naben e- versehen, mittelst welcher sie auf die stählernen Axen F gesetzt und an Ort und Stelle mittelst der Keile d fest angekeilt werden. Die Naben e sind mit den Flantschen e¹ versehen, welche concentrisch mit den Axen F sorgfältig abgedreht sind und in die entsprechenden Vertiefungen der Büchsen D D' genau passen, wie in Fig. 2 gezeigt. Auf die äufseren Enden der Naben e sind die stählernen Zahnräder G G von gleichem Durchmesser fest aufgesetzt, welche in einander greifen und die gleichzeitige Rotation sämmtlicher vier Kolben und ihrer Axen F bedingen.. Zur Sicherung der festen Lage der Räder G auf den Naben e ist die Seitenfläche der letzteren leicht konisch abgedreht und am Ende mit einem Schraubengewinde versehen, worauf die sich an die Räder G fest anlegenden eisernen Muttern g festgeschraubt werden. Aufserdem sind die hervortretenden Theile der Keile d, Fig. 6, in entsprechende, in den Rädern G angebrachte Längsnuthen eingelassen, wodurch jeder selbstständigen Bewegung dieser Räder, unabhängig von den Kolben E und Axen F₁ vorgebeugt wird. Die Enden der Axen F sind als leicht konische Zapfen abgedreht und stecken in zwei sorgfältig in einander gepafsten und gehärteten stählernen Hülsen //, von denen die innere fest auf dem Zapfen der Axe F angetrieben, die äufsere dagegen in der Kapsel C¹, welche an dem Deckel C C der Maschine angegossen ist, fest eingesetzt ist. Aehnliche stählerne Röhren stützen auch die mittleren Theile der Axen F, Fig. 2 und 6. Die äufseren Oeffnungen der Kapsel C¹ werden mittelst der Pfropfen C² zugeschraubt. Drei Enden der beiden Axen FF werden von solchen stählernen Lagern gehalten, und nur das vierte Ende (das rechte Ende der untern Axe in Fig. 2) geht durch die gewöhnliche Stopfbüchse H nach aufsen und wird durch das auf dem Fundamentrahmen B befestigte Lager J gehalten. Die letztere Axe stellt gleichzeitig die Triebwelle der Maschine dar und ist mit der Transmissionswelle F¹ mittelst einer Kuppelung K verbunden.

Der Dampf gelangt zur Maschine durch das Rohr L mit einem Hahn und einem Ventil gewöhnlicher Construction, Fig. ι, und verläfst die Maschine durch das Rohr M. So gelangt der frische Dampf zur Maschine stets durch das am Körper A angegossene Rohr N, und der verbrauchte Dampf verläfst die Maschine stets durch ein ähnliches angegossenes Rohr O. Durch das Rohr N geht der frische Dampf in den Kanal n, der um die äufsere Oberfläche des oberen cylindrischen Theils des Körpers A läuft, Fig. 5, und mit dem Längskanal n¹ in Verbindung steht, Fig. 3, welcher den Dampf nach beiden Seiten vertheilt. Letzterer füllt den ganzen inneren Raum der beiden Deckel C an. .Zu diesem Zwecke befinden sich in den Büchsen DD die stets offen bleibenden Oeffnungen 72². Aufserdem befinden sich in der verticalen Wand einer jeden der Büchsen D noch die Oeffnungen η^Λ «³ »⁴ η^Λ η'" η'" n^e n^Cl, durch welche der Zutritt des Dampfes in den Kasten A und der Austritt des verbrauchten

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Dampfes aus demselben in folgender Weise stattfindet:

Auf den Naben e der Kolben E sind die Vertheilungsschieber P (je einer für jede Nabe) lose aufgesetzt, welche die Form von Ringsectoren haben und etwas mehr als den halben Kreisumfang bedecken. Der äufsere TheiJ eines jeden Schiebers P ist kastenförmig und bedeckt die Durchgänge «⁴ und «⁵. Auf die inneren Enden der Sectoren P sind die Stifte / aufgeschraubt, die in entsprechende Vertiefungen der Stellschieber Q eingreifen. Die letzteren sind mittelst der Stangen q verbunden mit dem kurzen Arm des Steuerungshebels R, welcher auf der Axe S sitzt, die ihrerseits durch die in die äufsere Wand der Büchsen D eingeschraubten Gabeln T gehalten wird.

Wenn man den Steuerungshebel aus der verticalen in Fig. 4, II, gezeigten Stellung in die dem Vorwärtsgange mit vollem Druck entsprechende Lage, Fig. 4, I, bringt, so werden die Schieber Q, auf die Zapfen ρ der Vertheilungsschieber P wirkend, diese in eine solche Lage drehen, dafs die Durchgänge n^s n³ sich öffnen. Obgleich hierbei die Oeffnungen n⁴ sich theilweise schliefsen, so hat dies auf die Wirkung der Maschine keinen Einfiufs. Die Oeffnungen n^z sind durchgehend und verbinden den inneren Raum der Deckel C mit den Kammern A' A² des Körpers A. Wenn also die Schieber P so gedreht werden, dafs die Durchgänge «³ sich öffnen, so dringt der den Raum unter den Deckeln C ausfüllende frische Dampf in die Kammern A' A'¹ ein und zwingt die Kolben E, sich in der entsprechenden Richtung zu drehen. Bei solcher Lage der Schieber P wird der frische Dampf beständig auf den einen oder anderen der Kolben E mit vollem Druck wirken, und so lange die Maschine in Bewegung ist, tritt nicht ein Moment ein, in welchem sämmtliche vier Einlafsdurchgänge n³ gleichzeitig geschlossen sind. Diese Durchgänge werden der Reihe nach geschlossen durch die Endflächen der Kolben E, welche an den verticalen Platten der Büchsen D anliegen. Der verbrauchte Dampf tritt auf der entgegengesetzten Seite der Kolben E durch die Durchgänge η ⁵ aus, die wie die Oeffnungen n³ ebenfalls durchgehend sind. Durch »⁵ tritt der Dampf aus den Kammern A' A² in die kastenförmigen Räume der Schieber P, Fig. 6, welche die Verbindung der Durchgänge «⁵ mit den Durchgängen η ⁴ vermitteln, Fig. 4. Die Oeffnungen η ⁴ unterscheiden sich von den Oeffnungen »³ und n'" dadurch, dafs sie nicht durchgehend, sondern nur auf der vorderen Oberfläche der verticalen Platten der Büchsen D ausgehöhlt sind, Fig. 2, und die kastenförmigen Räume der Schieber P mit ringförmigen äufseren Kammern jD¹ der Büchsen D in Verbindung bringen. In diese Kammern tritt der verbrauchte Dampf ein und wird darauf in den mit ihnen in Communication stehenden Kanal ο', Fig. 3 ,.und 5 geleitet, von wo aus er durch den Kanal 0 in das angegossene Rohr O und endlich in das Dampfauslafsrohr M, Fig. 1 ,.gelangt.

Um ein möglichst ökonomisches Arbeiten der Maschine mit Expansion zu erzielen, ist eine zur Unterbrechung der Dampfzuströmung dienende Vorrichtung angebracht. Zu diesem Zwecke befinden sich auf der verticalen Platte einer jeden der Büchsen D noch zwei durchgehende Oeffnungen η ⁶ η ^G, Fig. 4 und 6, die bei voller Füllung durch den flachen Theil der Schieber/'geschlossen und bei verticaler Stellung des Steuerungshebels R geöffnet werden, da bei dieser Stellung des Hebels R die Durchgänge η ⁶ mit den entsprechenden auf dem erwähnten flachen Theile der Schieber P befindlichen mit ihnen ähnlich geformten Oeffnungen, Fig- 4, zusammentreffen. Die Durchgänge n^e sind in den Vertiefungen, worin die Ränder e' der Kolbennäben e liegen, angebracht, Fig. 2 und 6. In diesen Rändern befinden sich Ausschnitte e'¹ (in Fig. 4 durch Punktirung angezeigt), bei deren Zusammentreffen mit den Durchgängen «^e die Verbindung zwischen dem inneren Räume der Deckel C und den Kammern A¹ A^% hergestellt wird, d. h. der Eintritt des Dampfes in diese Kammern stattfindet. Sobald aber bei fernerer Bewegung der Kolben die Durchgänge «⁶ von dem nicht ausgeschnittenen Theile der Ränder e' bedeckt werden, wird der Eintritt des Dampfes in die Kammern A¹A³ aufgehoben, und der Dampf arbeitet durch Expansion. Die Dauer des Dampfzutritts ist durch die Gröfse der Durchgänge n° und der entsprechenden Oeffnungen der Schieber P bedingt, wodurch die Möglichkeit geboten ist, den Grad der Expansion in gewissen Grenzen zu verändern. In dem in den Zeichnungen angezeigten Falle wirkt der Dampf mit vollem Druck auf ca. ^J/₃ des Arbeitshubes des Kolbens.

Diese Veränderung des Ganges der Maschine, wie auch die Dampfvertheilung beim normalen Gange der Maschine können mittelst eines Vierwegehahns von geeigneter Construction erreicht werden; dieser Hahn mufs oben auf dem Cylinder A placirt werden, und den Dampf in der gewünschten Richtung zur Maschine leiten, je nach Erfordernifs. Dieses Mittel würde die Construction der Maschine vereinfachen und in einzelnen Fällen bedeutende Vortheile bieten, da die drei genannten Vertheilungsdurchgänge überflüssig werden, mit Ausnahme des Expansionsdurchganges n^s.

Endlich ermöglicht die oben beschriebene Construction der Maschine, die Richtung der Rotation der Kolben umzukehren, d. i. eine Rückwärtsbewegung zu bewirken. Denn, wenn man den Hebel R aus der der Expansion entsprechenden verticalen Stellung in die in Fig. 4 mit III bezeichnete bringt, so versetzen die Schieber Q die Vertheilungsschieber P in eine Lage, bei welcher die Durchgänge n^e geschlossen sind, die Durchgänge n³ mittelst des kastenförmigen Theils der Schieber P mit den Dampf-

auslafsdurchgängen n'' in Verbindung treten und die Durchgänge «⁵ den Eintritt des Dampfes gestatten, welcher nun in einer der vorherigen' entgegengesetzten Richtung auf die Kolben wirkt und eine Rückwärtsbewegung der Maschine hervorruft.

Es ist zu bemerken, dafs infolge der Anbringung von vier Kolben und deren vollkommen symmetrischer Anordnung in den Kammern^ ¹^i² der Maschine die Axen FF' in der Querrichtung im Gleichgewicht stehen. Aufserdem wird die ganz im Innern der Maschine angebrachte obere Axe F ebenfalls in der Längsrichtung im Gleichgewicht bleiben, da der frische Dampf von beiden Enden gleichmäfsig zuströmt. Was die untere Axe F (die Triebwelle) anbelangt, so ist zu deren Gleichgewicht in der Längsrichtung in dem Kolben F.³ ein durchgehender Kanal e³ angebracht, Fig. 2, durch welchen der frische Dampf in den inneren Raum dieses hohlen Kolbens eintritt und, denselben gegen die verticale Platte der linken Büchse D andrückend, dem auf die untere Axe i⁷ wirkenden Dampfdruck in entgegengesetzter Richtung das Gleichgewicht hält. Um die Anzahl der Umdrehungen der Maschine zu ermitteln, ist die obere Axe F am Ende mit einer kleinen Stange y versehen, welche durch die kleine Stopfbüchse Z durchgeht und mit einem Zählmechanismus gewöhnlicher Construction in Verbindung steht.

Die Hauptvorzüge der Maschine bestehen nach Ansicht des Erfinders im folgenden:

1. In der ökonomischen Verwendung des Dampfes, bedingt durch die in der beschriebenen Maschine ermöglichte Expansion.

2. In der dauerhaften Construction und der bedeutend verringerten Abnutzung der einzelnen Theile der Maschine, bedingt durch die Verwendung von Lagern aus gehärtetem Stahl.

3. In dem gleichmäfsigen Gang und der sehr grofsen Anzahl von Umdrehungen der Maschine, bedingt durch vollkommene Entlastung aller treibenden Theile der Maschine.

4. In der Möglichkeit, den Gang der Maschine rasch zu verändern.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Der Eintritt des Dampfes in den inneren Raum der Deckel C von beiden Enden der Maschine, im wesentlichen so, wie oben beschrieben und zu oben erwähntem Zwecke.

2. Die eigenthümliche Anordnung der Durchgänge η ³ η ⁴ η ⁵ in Verbindung mit der Einrichtung der Vertheilungsschieber P, im Wesentlichen so, wie oben beschrieben und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt.

3. Die Einrichtung der Durchgänge n" in Verbindung mit den Oeffnungen e² der Kolbenränder e* und den Schiebern P, wodurch die Dampfexpansion bewirkt wird, im wesentlichen so, wie oben beschrieben und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt.

4. Die Einrichtung der Umsteuerungsschieber Q in Verbindung mit den Schiebern P und dem Steuerungshebel Ji, vermittelst deren Wirkung nach Wunsch die Maschine sich mit vollem Dampfdruck oder mit Expansion vorwärts oder mit vollem Dampfdruck rückwärts bewegt, im wesentlichen so, wie oben beschrieben und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt.

5. Die Einrichtung des aus dem inneren Räume der Deckel C in einen der hohlen Kolben führenden Kanals e³, welcher die vollkommene Entlastung sämmtlicher Kolben bedingt, im wesentlichen so, wie oben beschrieben.

6. Die Gesammtconstruction der Maschine mit rotirenden Kolben, welche als Motor, Pumpe und Mefsapparat für Flüssigkeiten dienen kann, im wesentlichen so, wie oben beschrieben und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt.

Hierzu I Blatt Zeichnungen.