DE74152C - Maschine mit kreisendem Kolben und besonders bewegten Trennungsschiebern - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Vorliegende Construction eines kreisenden Motors ist geschaffen in dem Bestreben, die diesen Motoren noch immer anhaftenden erheblichen Mängel, wie -hohe schädliche Widerstände und grofse Dampfverluste, zu beseitigen. Die Erfinder wollen diesen Zweck vollkommen durch wesentliche Vereinfachung der Gesammteinrichtung und Einführung guter einfacher Dichtungen erreichen.

Die Fig. 1 bis 4 der beiliegenden Zeichnung zeigen die Ausführung des Motors.

Fig. 5 und 6 geben eine besondere Art von Schieberentlastung wieder.

Fig. ι ist Längenschnitt und

Fig. 2 Querschnitt durch den Motor.

Der rotirende Kolben A ist ein Hohlcylinder mit Endflantschen aa¹ und dazwischen gesetzten, diametral gegenüberstehenden Flügeln BB¹. Dieser Kolben ist auf der Maschinenwelle C (deren Lager aufserhalb des Cylinders nicht gezeichnet sind) mittelst Keil und Nuth in der Längsrichtung verschiebbar angeordnet und schwach konisch gestaltet.

Dementsprechend ist auch der an der einen Kopfseite dicht verschlossene, an der anderen durch abnehmbare Deckel E zu öffnende Cylinder D konisch ausgebohrt, so dafs durch diese Konicität der Kolben auch ohne mechanische Dichtung stets vollkommen dampfdicht im Cylinder geführt werden kann. In dem Deckel ist der flache Ring b gelagert. Der Kolben hat eine entsprechend abgedrehte Lauffläche. Durch die Stellschrauben c wird der Ring b gegen den Kolben geprefst und in der Weise bei Abnutzung des Kolbens in dem Cylinder die vollkommene Dampfdichtung stets aufrecht erhalten.

Auf und unter dem Cylinder, diametral gegenüberstehend, sind die Schieberkästen FF¹ angeordnet, in welchen Flachschieber HH¹ vertical beweglich geführt werden.
■ An den Schmalseiten werden diese Schieber durch mittelst Spiralfedern oder ähnlicher Mittel angeprefste Dichtungsleisten e abgedichtet. Auf der einen Längsleiste wird die Abdichtung bewirkt durch eine über dem Dampfeinlafskanal r angeordnete, gleichfalls mittelst Spiralfeder angeprefste Dichtungsleiste g.

An der gegenüberliegenden Seite, ist zur Entlastung des Schiebers ein durch den Kanal k stetig mit dem Cylinder verbundener Dampfraum h vorgesehen.

In ihrer tiefsten Stellung fassen die Schieber zwischen die Flantschen h a¹ des Kolbenkörpers. Bei Abnutzung des Kolbens und dementsprechender Verstellung desselben müssen mithin die Schieber nachrücken. .

Es sind deshalb die Dichtungsleisten e auf den Flantschen rechtwinklig umgebogen und hier mit einem oder mehreren spitzwinkligen Nocken i versehen. Die Flantschen α α¹ tragen entsprechend geformte Rillen, so dafs bei einer Verstellung des Kolbens die Dichtungsleisten e und mit diesen die Schieber in gleicher Weise mit nachrücken.

Der in den Rillen sich niederschlagende Dampf erhöht die Dampfdichtung des Kolbens.

Die Oberflächengestaltung der Flügel BB¹ ergiebt sich aus der nachfolgenden Betrachtung, zu deren Erläuterung Fig. 4 dient.

Ist 1-2 der Weg, welchen der Flügel B während des Niederganges des Schiebers H zurücklegt, so rückt Punkt ι des Schiebers nach Punkt 3. Punkt 3 des Kolbenumfanges befand sich in der Anfangsstellung in 4. Da nun die schiefe Fläche 1-5 des Schiebers dampfdicht über die Flügeloberflä'che zwischen 3 und 2 gleiten mufs und die geraden Linien 4-1 bezw. 3-2 während der Rotation von 1-2 stets andere Winkel mit der Verticalen 0-2 bilden, so darf die Flügeloberfiäche keine gerade sein.

Der Kreisbogen jedoch, welcher mit dem Schenkel 1-9 bezw. 3-7 der von 1-3 stets wachsenden Winkel tangirt, also derjenige, dessen Tangente in 1 (1-6) und in 3 (3-10) den gleichen Winkel [>/₂ (ß -f S]] mit der Verticalen bildet, eignet sich als Flügeloberfiäche, da die Flächen 3-d der Schieber und 3-2 der Flügel sich hierbei decken, mithin dampfdicht über einander bewegen.

Die in Fig. 4 angedeutete Construction ergiebt χ als Mittelpunkt dieses Kreisbogens, welcher auch die Vorderfläche des Flügels 11-12 und die Abschrägung 13-14 bestimmt. Hierbei ist Z * = ¹U [L ß + Z. *).

Diese Construction erzielt sowohl für den Schieber genaue dampfdichte Führung über Kolbenumfang und Flügelprofil, wie auch gleichmäfsigen stofsfreien Anhub des Schiebers durch die Flügel selbst.

Da nun eine gute Dampfdichtung zwischen Schieber und Kolben bedingt, dafs die Schieber auf den Kolben herabgeprefst werden, während andererseits eine Berührung der Schieberunterkante mit dem in den Cylinder eingeschliffenen Flügelaufsenrand durchaus zu vermeiden ist, so mufs der Schieber aufserdem mechanisch bewegt bezw. in der höchsten Stellung bis über den Flügelrand gehoben und wieder gesenkt werden.

Wohl könnte das Anpressen der Schieber durch Dampf- oder Federdruck erfolgen; doch geschieht es besser durch die Einrichtung, welche in Fig. 1 und 3 veranschaulicht istj indem diese gleichzeitig dem Schieber in seiner höchsten Stellung über dem Flügelrand aufser Berührung mit demselben festhält.

Zu diesem Zwecke sind auf der Welle an beiden Kopfenden des Motors Steuerscheiben KK¹ angebracht, in welche Nuthen N eingeschnitten sind, deren Form der des Kolben- und Flügelquerschnittes entspricht, bis auf die Hubbegrenzung (Fig. 3).

Der Hub allein wird etwas höher gemacht, so dafs die Curvenführung JV dichten Schlufs des Schiebers auf Kolben- und Flügeloberfiäche bedingt, über dem Flügelrand jedoch (infolge Verlängerung der Arme MM¹) der Schieber momentan abgehoben wird.

Die Schieberkästen F und F^] sind oben offen.

Der Schieber ist durch den Bolzen / in einen Schlitz der Traverse O O¹ derart eingehängt, dafs eine seitliche Verschiebung des Schiebers beim Nachstellen des Kolbens möglich bleibt. Aufserdem sind zwischen Bolzenunterkante und Schieber Spiralfedern m eingelegt, welche den Schieber stets auf den Kolben pressen (Fig. 1 und 3).

Die Traversen O O¹ fassen mit beiden Enden an die Kuppelstangen P P¹, welche in Führungen η n^l des Maschinengestelles gleiten und an ihren Unterenden die Führungsrollenρ ρ^λ tragen, welche in den Nuthen iVder Steuerscheiben KK¹ laufen.

Die Stellung dieser Scheiben auf der Welle ist mit der des Kolbens übereinstimmend.

Wenn nun durch die Kanäle r bezw. r¹ zwischen Flügel und Schieber Dampf einströmt und durch die Kanäle s bezw. s¹ wieder ausgeblasen wird, so sind bei dem Kolbenumlauf die Schieber in Ruhe, so lange die Rollen ρ ρ' sich im inneren Kreisabschnitt der Curvenführung bewegen; sobald jene aber durch die Flügel gehoben werden, folgen die Rollen der aufsteigenden Curve an den Armen M M¹, und es werden in der Folge mit dem Gestänge P O und P¹ O' die Schieber bis über die Flügeloberkante hinaus gehoben, so dafs zwischen den Schiebern und Flügelrändern keine Berührung stattfinden kann.

Sobald die Flügelränder unter dem Schieber durchgelaufen sind, werden diese vermöge der Curvenlinie der Steuerscheiben KK¹ wieder auf die Seitenfläche der Flügel und auf den Kolbenumfang dampfdicht herabgeprefst, was durch die Wirkung der Spiralfedern m unterstützt wird.

Der obere Schieber ist in Fig. 1 und 3 in seiner niedrigsten, der untere dagegen in seiner höchsten Stellung dargestellt.

Durch die Anwendung von zwei Flügeln und zwei Schiebern findet während einer Umdrehung des Kolbens zweimaliger Ein- und Auslafs des Dampfes statt, welcher durch die Kanäle r r¹ bezw. s s^l zu- und abgeführt wird. Der Dampf wirkt also während einer halben Kolbenumdrehung.

Aufser den Schiebern HH¹ sind weitere Steuerungsorgane an dem Motor nicht erforderlich. Eine Absperrung des Dampfes behufs Expansion geschieht jedoch unter Einwirkung des Regulators auf in der Zeichnung nicht dargestellte Organe zur Regulirung des Dampfzutrittes durch r und r¹ in bekannter Weise.

Um den Schieber besser zu entlasten, wie dies in Fig. 2 durch den Raum k geschieht, ist er in zwei Theile H und H'² zerlegt (Fig. 5

und 6). Sobald der Flügel B unter den Schieber H² fortgedreht ist, senkt dieser sich auf die Flügeloberfläche und kommt in die Stellungen I und II. Senkt sich auch der Schieber H, so kommen beide in die Stellung II, ohne seitlichem Druck ausgesetzt zu sein; hierbei hat der Schieber H'² seine niedrigste Stellung erreicht.

Die weitere Drehung des Flügels giebt den Dampfeinlafskanal frei, so dafs Dampf einströmt und auf den Flügel einwirkt. Zwischen den beiden Schiebern bildet sich ein Raum κ¹, welcher in der Stellung III der Schieber Null ist, während des Niederganges von H stets gröfser wird und bei der niedrigsten Stellung von H, Fig. 6, den gröfsten Rauminhalt erhält.

Durch den Kanal k in dem Schieber H steht dieser Räum in steter Verbindung mit dem Dampfraum. In dieser Weise wird eine Entlastung der Schieber bewerkstelligt. Beide Schieber werden in der höchsten Stellung (IV) bis über den Flügelaufsenrand gehoben, um jeglicher Berührung mit diesem vorzubeugen.

Wie in den Fig. 5 und 6 gezeichnet, befinden die Schieber sich nicht in der Mitte über der Maschinenwelle, sondern zur linken Seite. Durch diese Stellung der Schieber wird erreicht, dafs der Schieber H'² bereits in der niedrigsten Stellung III angelangt ist, bevor der Dampfzutritt stattfindet.

Der Dampf drückt auch auf die längliche Fläche m² des Schiebers H und prefst dadurch den Schieber auf den Kolbenumfang nieder.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Maschine mit kreisendem Kolben, in welcher ein Kolbenkörper (A) mit aufgesetzten Flügeln (BB¹J umläuft, dadurch gekennzeichnet, dafs derselbe mit zwei Schiebern (H H¹J, die unten ausgerundete und seitlich ausgearbeitete Dichtungsflächen für Kolbenkörper und Flügelprofile aufweisen, so lange in dampfdichtem Contacte steht, bis die Flügelränder unter die Schieber treten, in welchem Augenblick behufs Schonung der eigeschliffenen Flügelrandflächen die Schieber unter Einwirkung der die ,Steuerung bethätigenden Curvenscheibe von den Flügeln abgehoben werden.

2. Bei Motoren mit vorbezeichneter Einrichtung die Ausstattung des Kolbenkörpers (A) mit gegen den Cylinderdeckel abdichtenden Endflantschen (aa¹), zwischen welche die Schieber in ihrer Tief lage treten, wobei sich behufs dampfdichten Abschlusses nach Verstellung des Kolbens auf die Flantschen umgebördelte Dichtungsleisten (e) setzen, die für sich unter Federwirkung seitlich verstellbar sind und beide Schmalseiten der Schieber abdichten.

3. Eine Entlastung der im Anspruch 1. erwähnten Schieber entsprechend Fig. 5 und 6, dahin gehend, dafs die Schieber aus zwei hinter einander liegenden Theilen (HH²) combinirt werden ■ und ein Ausschnitt des Hauptschiebers ein Dampfkissen veränderlicher Gröfse zwischen denselben bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.