DE80974C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Bemerkung:

OTTO SCHLICK in HAMBURG.

Patentirt im Deutschen Reiche vom io. November 1893 ab.

Bei einer Dampf- oder sonstigen Kraftmaschine mit mehreren Cylindern, die einzeln oder in Gruppen auf verschiedene Kurbeln einer und derselben Welle arbeiten, entstehen durch die Massenwirkungen der bewegten Maschinentheile bedeutende Kräfte, die das Fundament der Maschine in nachtheiliger Weise beanspruchen. Die Beanspruchungen bestehen unter der Voraussetzung, dafs die Cylindermittel in einer Ebene liegen, einestheils in Drucken, die das Gestell in der Richtung der Kolbenstangen zu verschieben suchen, und anderentheils in Kräften, welche die ganze Maschine in der Ebene der Cylindermittel zu verdrehen streben.

Fafst man beispielsweise eine Maschine mit aufrechtstehenden Cylindern ins Auge, so werden demnach Kräfte auftreten, die sowohl das Gestell abwechselnd nach oben und unten zu bewegen, als auch die Maschine an den beiden Wellenenden aufzukippen suchen. Solche Kräfte wirken namentlich da besonders nachtheilig, wo es nicht möglich ist, ein genügend widerstandsfähiges Fundament zu schaffen, also z. B. bei Schiffsmaschinen, und da, wo die Maschine überhaupt nicht fundamentirt ist, wie z. B. bei Lokomotiven.

Diesen Uebelstand hat man bis jetzt, soweit überhaupt für die Praxis brauchbare Constructionen in Betracht kommen, nur durch die Verwendung von schweren Gegengewichten beseitigen können. Die letzteren besitzen jedoch nicht nur den Uebelstand, dafs sie, wenn man sich derselben ganz allein zur Ausgleichung der Massenwirkung bedient, ganz bedeutende Massen erfordern und dadurch bei der Bedienung der Maschine hinderlich werden, sondern dafs, während die Massendrucke in der Kolbenstangenrichtung ausgeglichen werden, neue, ebenso grofse schädliche Kräfte auftreten, die rechtwinklig zur Kolbenstangenebene liegen. Die Massendrucke werden also nicht vernichtet,

sondern nur in ihrer Richtung um 90 ° verdreht.

Die vorliegende Erfindung besteht darin, die Ausgleichs- oder Gegengewichte durch bewegte Gestä'ngemassen oder sonstige Maschinentheile ganz oder soweit als thunlich zu ersetzen. Die Eigenartigkeit der Neuerung beruht also darauf, dafs für den wünschenswerthen Ausgleich der Massenwirkungen auf das Fundament eine solche Lösung gefunden ist, welche nicht nur das Fortfallen der lästigen Ausgleichsoder Gegengewichte ganz oder theilweise ermöglicht, sondern die zur Erreichung des angestrebten Zieles hauptsächlich bewegten Theile der Maschinen selbst benutzt, die nicht als todte Massen mitgeschleppt zu werden brauchen, sondern direct wirksame Maschinentheile bilden. Wichtig ist es noch hierbei, dafs durch die Erfindung beide Arten der schädlichen Beanspruchung des Fundamentes gleichzeitig vermieden werden können, nämlich die Verschiebung in der Richtung der Kolbenstangen und die Verdrehung in der Kolbenstangenebene, und ferner, dafs die Ausgleichung der Maschinendrucke, wenn man von den durch die endliche Länge der Pleuel- und Excenterstangen bedingten kleinen Fehlern absieht, durch die Erfindung mathematisch genau möglich ist, und zwar, wie weiter unten ausgeführt werden soll, nicht nur innerhalb der Kolbenstangenebene, sondern auch noch aufserdem in jeder anderen beliebigen durch das Wellenmittel gelegten Ebene.

Zur Feststellung des im Nachstehenden mehrfach benutzten Begriffes »Massendruck«, d. h. desjenigen Druckes, der durch die Bewegung einer Masse vom Gewicht P in der Kolbenstangenrichtung entsteht und die Maschine in dieser Richtung zu verschieben sucht, sei bemerkt, dafs dieser Massendruck sich unter Bezugnahme auf Fig. ι aus der folgenden Formel bestimmt:

Massendruck = ,Fcos φ,

worin F die Centrifugalkraft der auf den Kurbelkreis reducirten Gewichte der hin- und hergehenden Massen bedeutet und φ der Winkel ist, den die Kurbel mit der Kolbenstangenrichtung bildet.

Der Werth F ■ cos φ stellt also die freie Kraft dar, welche das Maschinengestell bei der Kurbellage ^l φ in der Richtung der Kolbenstange zu verschieben sucht.

Bezeichnet man ferner mit ν die constante Umfangsgeschwindigkeit, mit der die Drehung der Kurbel stattfindet, ferner mit R den Kurbelradius und mit g die Fallbeschleunigung, so ist bekanntlich

F=

g.R

oder der

Pv² Massendruck = —■-=- cos φ.

Bei einer gleichförmigen Umdrehungs-

v² geschwindigkeit ist jedoch der Werth — con-

ö P R

stant, desgleichen auch der Werth — [ — ],

RP

der Massendruck ist also dann nur von φ abhängig.

Die Werthe P und R können beliebig ge-

ändert werden, wenn nur — constant bleibt.

Bevor die Erfindung an Hand von Beispielen eingehend erläutert wird, möge noch auf zwei besondere Fälle hingewiesen werden, welche, als bekannt, aus dem -Bereich der Erfindung auszuscheiden sind.

Den ersten Fall bildet eine in Fig. 2 dargestellte Maschine, welche drei Kurbeln It₁, &₂ und Ar₃ [k\ /e² und /c³] besitzt, auf deren jede ein Cylinder arbeitet. Die mittlere Kurbel fr₂ [Jc²], an welche der mittlere Cylinder mit dem Gestängegewicht 2 L [L'²] arbeitet, steht genau den beiden anderen Kurbeln k₁ und k₃ [k¹ und k% an denen je ein Cylinder mit dem Gestängegewicht L arbeitet, gegenüber. Unter der Voraussetzung, dafs die Abstände der Cylinder und die Armlängen der Kurbeln gleich sind, heben sich die Massendrucke bei dieser Maschine vollkommen auf und es entsteht weder ein Druck in der Richtung der Kolbenstangen noch ein Kräftepaar in der Kolbenstangenebene, abgesehen von dem kleinen Fehler, der durch die endliche Länge der Pleuelstangen [Pleuelstange] bedingt ist.

Ganz ähnlich liegen die Verhältnisse bei der in Fig. 3 dargestellten Maschine. Es sind zwei Cylinder mit genau gleich schweren Gestängemassen mit ihren Mitteln genau in einer Geraden angeordnet. Der obere Cylinder arbeitet mit Hülfe einer Traverse und zweier Pleuelstangen auf ein Paar Kurbeln, die genau der Kurbel gegenüberliegen, an welche der untere Cylinder angreift. Auch bei dieser Maschine heben sich alle Massendrucke mit Ausnahme des durch die endliche Länge der Pleuelstangen [Pleuelstange] bedingten Fehlers auf.

Es handelt sich hier also lediglich um zwei Gruppen von Cylindergestängemassen, welche mit gleicher Schwere auf zwei Gruppen von Kurbeln einwirken. Dafs es hierbei ganz auf der Hand liegt, ihre schädlichen Einwirkungen auf die Umtriebswelle dadurch aufzuheben, dafs man sie gerade entgegengesetzt zu einander auf die Welle einwirken läfst, also ihre Wellenkurbeln um i8o° zu einander versetzt, ist leicht einzusehen.

Eine zweikurbelige Maschine von der in Fig. 4; dargestellten Anordnung, wobei [welche] zwei gleich schwere Gestängemassen auf zwei neben einander liegende Kurbeln, die um i8o° zu einander versetzt sind, arbeiten, erfüllt die gestellte Bedingung der Ausgleichung der Massendrucke schon nicht mehr, denn nur die in der Kolbenstangenrichtung entstehenden Kräfte heben sich gegenseitig auf. Das ins der Kolbenstangenebene auftretende Kräftepaar kann aber bei dieser Construction niemals ausgeglichen werden. Man kann das Kräftepaar wohl durch eine Verringerung der Cylinderabstände verkleinern, die Construction läfst aber niemals ein gänzliches Verschwinden des Kippmomentes zu.

Ebenso liegen die Verhältnisse, wenn zwei der soeben besprochenen Maschinen zu einer viergliedrigen Maschine mit einander verbunden werden, wobei die Ebene des Kurbelpaares der einen Maschine genau rechtwinklig zur Ebene des Kurbelpaares der anderen Maschine steht, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Bei einer solchen Maschine heben sich zwar die Massendrucke der bewegten Maschinentheile auch theilweise unter einander auf; die Natur der Construction macht es aber unmöglich, dafs der Ausgleich vollkommen stattfindet, auch wenn man von dem durch die endliche Länge der Pleuelstangen [Kolbenstangen] bedingten Fehler absieht.

Eine vollkommene Ausgleichung der Massenwirkung ist bei einer Maschine, die in jeder beliebigen Lage der Kurbelwelle anspringen soll, bei der also ausgeschlossen ist, dafs die Kurbeln in einer Ebene liegen (einander genau gegenüberliegen), nur dann möglich, wenn sie mehr als drei, also wenigstens vier Kurbeln besitzt, vorausgesetzt, dafs die Cylindermittel ganz oder nahezu parallel neben einander liegen. Es soll dies an den folgenden Beispielen erläutert werden.

Die Fig. 6 und 7 der beiliegenden Zeichnung stellen in schematischer Weise eine vierfache und eine dreifache Expansions-Dampfmaschine mit je vier Kurbeln dar. Die Gestä'ngemassen der Cylinder, d.h. die [der] sich auf- und abbewegenden Massen, also die [der] Kolben, Kreuzköpfe, Pleuelstangen u. s. w., können einzeln für sich oder zu Gruppen vereinigt auf die Kurbeln einwirken. Der Einfachheit wegen ist angenommen, dafs immer nur ein Cylinder auf eine Kurbel arbeitet. Da die Gestängemassen der an den mittleren Kurbeln arbeitenden Cylinder immer schwerer sein müssen als die an den äufseren Kurbeln arbeitenden Massen (dies ist ein. charakteristisches Merkmal dieser Construction), empfiehlt es sich meistens auch, die gröfseren Cylinder in der Mitte anzuordnen. Unbedingt erforderlich ist dies jedoch, nicht, es kommt vielmehr nur darauf an, dafs die schweren Massen an den mittleren Kurbeln arbeiten. .

Bei der in Fig. 6 dargestellten vierstufigen Expansionsmaschine tritt der Dampf der Reihe nach in die Cylinder I, II, III und IV, aus welch letzterem er nach dem Condensator strömt. Um die Dampfwege nicht zu lang zu machen, wird es sich in vielen Fällen empfehlen, die Stellungen der Cylinder III und IV mit einander zu vertauschen.

Fig. 7 stellt eine dreistufige Expansionsmaschine dar, bei der zwei Niederdruckcylinder, die mit III bezeichnet sind, verwendet werden. Um die Dampfwege abzukürzen, wird man in manchen Fällen vorziehen, den Cylinder II unmittelbar neben den Cylinder I zu stellen und an der alten Stelle des Cylinders II einen Niederdruckcylinder III anzuordnen.

Es ändert an dem Wesen der Erfindung nichts, welche Art von Maschine mit mehr als drei Kurbeln vorliegt, es ist in jedem Falle nur dafür zu sorgen, dafs der erwähnte Ausgleich der Massendrucke so weit als thunlich durch die bewegten Maschinentheile selbst, namentlich die [der] Cylindergestängemassen, geschieht. Um dies zu erreichen, müssen die Gewichte der bewegten Massen, ihre in der Wellenrichtung gemessenen Abstände von [unter] einander, die Armlängen [Armlänge] der Kurbeln und namentlich . die Winkel, welche die Kurbeln unter einander bilden, in einer ganz bestimmten Beziehung zu einander stehen. Wenn man auch aus praktischen Rücksichten bisweilen davon absehen wird, die Ausgleichung der Massen ganz vollkommen durchzuführen, so soll die Construction doch derart sein, dafs diese Ausgleichung, abgesehen von dem durch die endliche Länge der Pleuelstangen bedingten kleinen Fehler, ohne Anwendung von Gegengewichten überhaupt möglich ist.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung mag die Bestimmung der Hauptconstructionsverhältnisse einer vierstufigen Expansionsmaschine erklärt werden.

Mit Bezug auf Fig. 6 sei angenommen, dafs die an den Kurbeln der Cylinder III und IV arbeitenden Gewichte der Gestängemassen, die mit P₁₁₁ und Ρχγ bezeichnet werden, und der Winkel, den die beiden zugehörigen Kurbeln mit einander bilden [verbinden], gegeben seien. Der Einfachheit halber möge dieser Winkel 90⁰ betragen. Zur weiteren Vereinfachung der Aufgabe sei ferner angenommen, dafs die Entfernung der Mittel zweier benachbarter Cylinder gleich und die Kurbelarmlänge für alle Kurbeln dieselbe sei.

Es handelt sich nun darum, die Gestängegewichte der Cylinder I und II und die Winkel-

Stellung der zugehörigen Kurbeln zu finden. Man verfährt hierbei in folgender Weise:

Um die Massenwirkung der Gestänge an dem Cylinder IV durch die an den Kurbeln I und II arbeitenden Massen auszugleichen, würde man bei I und II gleich grofse Kurbelarme anzubringen haben, die der Kurbel IV genau gegenüberliegen. Das an der Kurbel II arbeitende Gestängegewicht würde aber in demselben Verhältnifs, in welchem die Entfernung des Cylinders II vom Cylinder IV kleiner ist, wie die Entfernung des Cylinders IV vom Cylinder I, gröfser sein müssen, als das an der Kurbel I arbeitende Gestängegewicht; die Summe der an den Kurbeln I und II arbeitenden Gewichte müfste aber auch gleich dem Gestängegewicht des Cylinders IV sein. An der Kurbel I müfste demnach der Kurbel IV gegenüber ein Gewicht -| P/y und an der Kurbel II ein Gewicht ■§■Pj γ angreifen, um die Massenwirkung der Gestänge vom Cylinder IV auszugleichen.

In ganz gleicher Weise lassen sich die zur Ausgleichung der Massenwirkung der Gestänge des Cylinders III an den Kurbeln I und II erforderlichen Gewichte bestimmen, und es ergiebt sich demnach, ' dafs, um die Massenwirkung der Gestänge des Cylinders III auszugleichen, erforderlich ist, an der Kurbel I ein Gewicht von -§■ P₁₁₁ und an der Kurbel II ein Gewicht von -j- P₁₁₁ angreifen zu lassen (siehe Fig. 8). Die.Kurbeln I und II müfsten im vorliegenden Falle der Kurbel III genau diametral gegenüberliegen.

Fafst man zunächst die in Fig. 9 dargestellten Verhältnisse, die in dem Kurbelkreise des Cylinders II auftreten, ins Auge, so ergiebt sich, dafs genau gegenüber der Kurbel III eine Kurbel, an der das Gewicht \ P_m arbeitet, anzubringen wäre, gleichzeitig müfste aber auch gerade gegenüber von der Kurbel IV ein Kurbelarm vorhanden sein, an welchem das Gewicht -| Pjy angreift. Da nun aber in einer Ebene nicht gleichzeitig zwei Kurbeln angebracht werden können, so müssen dieselben durch eine einzige Kurbel ersetzt werden, von der sich die Richtung und das an derselben angreifende Gewicht als die Resultante aus den Gewichten ergiebt, die auf die beiden anderen Kurbeln wirken sollten. Trägt man demnach in der Verlängerung der Kurbel III den Werth -J- P₁₁₁ nach einem gewissen Mafsstabe auf und ebenso auf der Verlängerung des Kurbelarmes IV den Werth -| Pjy, so findet sich die Richtung der Kurbel II und das Gewicht, das an derselben anzugreifen hat, direct aus dem Kräfteparallelogramm. *

In gleicher Weise findet sich die Lage und das an der Kübel I angreifende Gewicht.

Unter der Voraussetzung, dafs der Winkel γ (s. Fig. 9 und 10), den die Kurbeln III und IV mit einander bilden, 90⁰ ist, gelten alsdann folgende Formeln:

⁰I=VdPw?+(i Piv?, P, = V(iPiv?+(}PmT

tang a = -§-5^ = —ψ- ,
1 Piv ² Piv.

Piv

tang β =

2 Pn

Ist hingegen der Winkel y, den die Kurbeln III und IV mit einander bilden, kein rechter, so gelten folgende bekannte Formeln:

P₁ =

r² +

* + IPm ■ Piv cos γ 6.

Pn = V(iPiv? + (iPui)³ + iPjii ·Piv <^Ϋ 7· und

sin a = sin y

sin β = sin y ■

τ-¹ πι Pn ^:

Man kann jedoch auch die an den beiden äufseren Kurbeln angreifenden Gewichte und den Winkel, den dieselben mit einander einschliefsen, als gegeben ansehen und daraus die Winkelstellung und die Gewichte für die beiden mittleren Kurbeln bestimmen. Wenn dann der Winkel ä in Fig. 11 ein rechter ist, gelten folgende Formeln:

tang ε =

2 P

■ tan«? <

— ^u

2 P₁

Ist der Winkel γ jedoch kein rechter, so nehmen die Formeln folgende Form an:

Piv = 1/(2 P;;)² + (P₇)² - 4 P_n Pj cos d, 13.

P₁₁₁ =

-4 P₁

sin ε

sin d —~—, sin φ :

"IV

P,

cos &, 14-

ττ

HI

Diese Formeln gelten, wie schon erwähnt, nur für den Fall, dafs die Längen [Länge] der Kurbelarme und die Entfernungen [Entfernung] der Cylindermittel je unter sich [einander] gleich sind. Für den Fall, dafs die Kurbelarme von verschiedener Länge und die Entfernungen [Entfernung] der Cylindermittel gleichfalls verschieden sind, nehmen die For-

mein natürlich eine wesentlich complicirtere Form an. ■ . .

Bei der Bestimmung der Gewichte sind übrigens nicht nur die auf- und abgehenden (oder hin- und hergehenden) Maschinentheile, wie z. B. die [der] Kolben, die Kolbenstangen, die Kreuzkopfe [der Kreuzkopf], die Gleitbacken, Pleuelstangen u. s. w., in Betracht zu ziehen, sondern es müssen auch die rotirenden Theile, z. B. die Kurbelarme und die Kurbelzapfen, Excenter u. s. w., mit berücksichtigt werden.

Werden bei einer viergliedrigen Maschine bei gleichen Cylinderentfernungen und bei gleichen Kurbellängen [Kurbelstangen] die Gewichte der an den verschiedenen Kurbeln arbeitenden Massen und die Winkel der Kurbeln so gewählt, wie sie sich aus den vorstehenden [nachstehenden] Formeln ergeben, so werden sich alle Massendrucke vollkommen ausgleichen (mit Ausnahme des durch die endliche Länge der Pleuelstangen bedingten Fehlers), d. h. die Resultante der in der Kolbenstangenrichtung nach oben wirkenden Massendrucke mufs ebenso grofs sein wie die Resultante der [gleich grofs den] in der Kolbenstangenrichtung nach unten wirkenden Massendrucke [Massendrucken sein] und die Resultanten dieser beiden Gruppen von Massendrucken müssen in ein und derselben Geraden liegen. Wenn also die Entfernung der Cylindermittel, die Länge der Kurbelarme, die Gewichte der Gestängemassen und namentlich auch die Winkel der Kurbeln in dem durch die Formeln angedeuteten Abhängigkeitsverhältnifs zu einander stehen, so wird weder eine Verschiebung der Maschine noch eine Drehung derselben in der Kolbenstangenebene stattfinden können.

Wenn an einer Kurbel die Betriebstheile mehrerer neben einander liegenden Cylinder angreifen, deren Kolbenstangen vielleicht durch eine Traverse mit einander verbunden sind, so ist bei Bestimmung der Gewichte, Kurbelstellung u. s. w. nicht der Abstand der Cylindermittel , sondern der rechtwinklig zur Hubrichtung gemessene Abstand der Schwerpunktsachsen der verschiedenen Cylindergruppen in Rechnung zu bringen.

Es war im Vorstehenden angenommen, dafs entweder die Gewichte und Stellung der Kurbeln für die beiden inneren oder für die beiden äufseren Cylinder gegeben seien, und dafs hieraus die erforderlichen Gewichte und die Kurbelstellungen für die anderen beiden Cylinder gefunden werden solle. Es kann aber auch die Aufgabe gelöst werden, wenn für einen inneren und einen äufseren Cylinder die Gewichte, Kurbelstellungen, die Entfernung der Cylindermittel und die Länge der Kurbelarme gegeben sind.

Die beschriebene Maschinenconstruction ermöglicht jedoch nicht nur eine genaue Ausbalancirung der bewegten Massen in einer durch die Cylindermittel gelegten Ebene, sondern sie gestattet auch gleichzeitig einen Ausgleich der Massendrucke in einer rechtwinklig zur Kolbenstangenrichtung durch das W⁷ellenmittel gelegten Ebene, und dies ist gleichfalls eine Eigenthümlichkeit, die nur dieses Maschinensystem besitzt. Um dies zu erläutern, mufs darauf hingewiesen werden, dafs die Kurbelstellung nur von den Verhältnissen der hin- und hergehenden Massen abhängig ist, wenn der Winkel für zwei Kurbeln bereits gegeben ist. Wenn daher die auf den Kurbelkreis reducirten Gewichte, die rechtwinklig zur Kolbenstangenrichtung an den verschiedenen Kurbeln arbeiten, also namentlich der Kurbelzapfen [Kurbellager], Pleuelstangen und Kurbelarme, unter einander genau in demselben Verhältnifs stehen, wie die an den Kurbeln in der Kolbenstangenrichtung arbeitenden Gestängemassen, so werden sich daher auch in der zu dieser Richtung rechtwinklig durch das Wellenmittel gelegten Ebene alle Massendrucke aufheben. Man könnte daher alle sich horizontal bewegenden Gewichte (eine verticale Maschine vorausgesetzt), den früher gebrauchten Bezeichnungen entsprechend, mit ω P₁, U)P₁₁, w P_1n und tu Piv bezeichnen. Nach Formel 8 und 9 würden sich alsdann die Winkel, unter welchen die Kurbeln anzuordnen sind, aus den Gleichungen:

sin α = sin γ

- = sin γ

II

\ tu Piv . - \Piv

sin β = sin γ ~—-—= sin γ 17.

w P₁ P₁

finden. Es ergeben sich daraus also dieselben Winkel wie früher.

Nach den Formeln 6 und 7 ergeben sich ferner die erforderlichen, an den Kurbeln horizontal arbeitenden Gewichte, die mit P₁ ¹ und Pj₁ ¹ bezeichnet werden mögen, wie folgt:

und ebenso

P₁ ¹ = j/(l ω P_mf + O Pivf + i w P₁J₁ ■ _w Piv cos γ, P/ = «, 1/(1 P_1n? + (1 Piv? + i P_1n ■ Piv cos γ

P₁₁ ¹ = cu ]/(! Piv)² + (1 Pm? + i P_n, ■ Piv cos γ.

Es ergiebt sich also:

F_n ¹ — w F_n, 22.

womit die oben gemachte Behauptung bewiesen ist.

Wenn demnach bei einer viergliedrigen Maschine die an den verschiedenen Kurbeln in horizontaler Richtung arbeitenden Gewichte in demselben Verhältnifs unter einander stehen wie die in verticaler Richtung arbeitenden Gewichte, und dieses Verhältnifs den hier entwickelten Gesetzen entspricht, so werden sich die Massendrucke nicht nur in der durch das Wellenmittel gelegten Vertical- und Horizontalebene vollkommen aufheben lassen, sondern überhaupt gleichzeitig in jeder anderen beliebigen, durch das Wellenmittel gehenden Ebene.

Die hier auseinandergesetzte Methode kann jedoch auch dazu benutzt werden, nicht nur die mit den [dem] Kolben in Zusammenhang stehenden Gestängemassen, sondern namentlich auch die Steuerungs- oder anderen Maschinentheile auszubalanciren und in ihrer Massenwirkung zu vernichten. Dies kann auf zweierlei Art in vollkommener Weise geschehen, wenn man auch hier von dem durch die endliche Länge der Excenterstangen entstehenden Fehler absieht. Liegen die Schiebermittel z. B. alle in derselben Ebene wie die Kolbenstangen, so können die Schieber- und Excenterstangengewichte bei der Feststellung der Kurbelwinkel und der an den betreffenden Kurbeln angreifenden Gewichte mit berücksichtigt werden, wodurch sich dann die gleichzeitige Ausgleichung der Massendrucke der Steuerungstheile ergiebt. Wenn jedoch die Schieberstangen in irgend einer anderen Ebene liegen, so ist nur erforderlich, die Anordnung zu treffen, dafs die Abstände der Schieberstangen, die Gewichte der Steuerungstheile, die Excenterradien und die Excenterwinkel in dem richtigen Abhängigkeitsverhältnifs zu einander stehen, ganz in derselben Weise, wie das bei der Ausgleichung der Massendrucke von den Kolbengestängemassen der Fall ist. Für den Fall, dafs z. B. die Abstände der Schieberstangen dieselben sind, wie die Abstände der dazu gehörigen Cylindermittel, und die Excenter alle gleichen Hub und gleichen Voreilungswinkel haben, ist nur erforderlich, dafs sich die Gewichte der Steuerungstheile genau ebenso verhalten wie die Gewichte der Kolbengestängemassen. Sind einige dieser Gröfsen abweichend, so wird es in den meisten Fällen noch immer ohne praktische Schwierigkeiten möglich sein, eine Ausbalancirung zu erreichen, wenn die übrigen Factoren entsprechend gewählt werden. Zu einem vollkommenen Massenausgleich [Ausgleich] ist jedoch immer erforderlich, dafs die Schieberstangenmittel in einer Ebene liegen und dafs die Schwerpunkte im Schieberstangenmittel liegen.

In ähnlicher Weise können die Massendrucke von Pumpen oder anderen Maschinentheilen ausgeglichen werden. Einzelne Maschinentheile wird man bei der Bestimmung der Gestängemassen und der Feststellung des Kurbelwinkels gleichfalls mit berücksichtigen können.

Bei Maschinen mit mehr als vier Kurbeln ist die Ausgleichung der Massendrucke in genau derselben Weise durchführbar.

Bei einer Maschine mit η Kurbeln (von denen niemals zwei oder mehrere den Winkel von o° mit einander einschliefsen [schliefsen], sondern die alle strahlenförmig angeordnet sein sollen) können demnach die Abstände der Cylindermittel, die Gewichte der Gestängemassen, die Länge und Stellung der Kurbeln so gewählt werden, dafs sich die Massendrucke entweder in der Kolbenstangenebene oder in jeder anderen durch das Wellenmittel gelegten Ebene vollständig ausgleichen. Die genannten Gröfsen können dabei für η—2 [bis zwei] Kurbeln beliebig gewählt werden, während sich dieselben für zwei Kurbeln aus den angenommenen Werthen ergeben.

Das hier erläuterte Princip kann auch mit der Beschränkung, dafs nur die Gestängemassen eines äufseren Cylinders als Ausgleichung benutzt werden, auf dreikurbelige Maschinen übertragen werden, indem man die Gestängemassen, die an der vierten Kurbel angreifen sollten, durch rotirende oder anders bewegte Massen ersetzt.

Die hier beschriebene Maschinenconstruction bietet überall da, wo es auf Erzielung eines ruhigen Ganges bei hohen Umdrehungszahlen ankommt, also namentlich bei Schiffsmaschinen, bedeutende und wichtige Vortheile:

1. Es findet keine Beanspruchung des Fundaments statt, weshalb eine Lockerung desselben nicht zu fürchten ist;

2. infolge dessen können bei Dampfern auch keine Vibrationen auftreten;

3. der Aufstellungsort der Maschine im Schiff kann beliebig gewählt werden, was bei dem jetzigen Maschinensystem nicht zulässig ist;

4. man kann die Umdrehungszahl der Maschine nach Belieben wählen, ohne besonders befürchten zu müssen, dafs bei einer bestimmten Umdrehungszahl heftige Vibrationen des Schiffskörpers entstehen, wie das bei der Verwendung der bis jetzt üblichen Maschinensysteme der Fall ist;

5. es ist zulässig, solche Maschinen in den oberen Stockwerken eines Gebäudes aufzustellen, wo eine schwere Fundamentirung nicht möglich ist.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Kraftmaschine mit mehr als drei Kurbeln an einer und derselben Betriebswelle, deren Betriebstheile infolge richtiger Verhältnifsbestimmung der Kurbelwinkelstellungen und -Armlängen, der Entfernungen der Cylindermittel und der Gewichte der Betriebstheile und etwaiger sonstiger Bewegungsmassen derart auf die Welle einwirken, dafs die Resultante der in irgend einer durch das Wellenmittel gelegten Ebene auf die Welle in der einen Richtung wirkenden Massendrucke und die Resultante aus den in dieser Ebene in der entgegengesetzten Richtung auf die Welle wirkenden Massendrucke bis auf eine durch die endliche Länge der Betriebsstangen bedingte Ungenauigkeit ganz oder nahezu gleich grofs sind und in einer geraden Linie liegen.

   Durch Entscheidung des Reichsgerichts vom 20. Juni 1898 ist das Patent Nr. 80974 dahin eingeschränkt worden, dafs in Zeile 1 des Anspruchs zu lesen ist: »Schiffskraftmaschinen« anstatt »Kraftmaschine«.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.