DE883287C

DE883287C - Horizontal piston steam engine

Info

Publication number: DE883287C
Application number: DEH2386D
Authority: DE
Inventors: Karl Ell
Original assignee: GIESSEREI GmbH; HALBERG MASCHB
Current assignee: GIESSEREI GmbH; HALBERG MASCHB
Priority date: 1942-04-16
Filing date: 1942-04-16
Publication date: 1953-07-16

Description

Liegende Kolbendampfmaschine Es ist bereits bekannt, bei liegenden Kolbendampfmaschinen die Zylinder so anzuordnen, daß das eine Ende sich frei in Längsrichtung ausdehnen kann. Es wurde zu diesem Zweck schon das eine Zylinderende fest gelagert, und zwar in einer zur Zylinderachse senkrecht verlaufenden Ebene, während das andere Zylinderende längs verschieb-]ich in einem besonderen Kopfstück gelagert wurde.Lying piston steam engine It is already known when lying Piston steam engines to arrange the cylinder so that one end is freely in Can stretch lengthways. For this purpose it became one end of the cylinder fixed, in a plane perpendicular to the cylinder axis, while the other end of the cylinder is moved lengthways in a special head piece was stored.

Des weiteren ist es bekannt, bei Lokomobilen den Zylinder auf dein Kessel einseitig fest anzuordnen, während das andere Zylinderende unter Vermittlung von Lenkern so gelagert ist, daß die durch Wärmedehnungen hervorgerufenen Verschiebungen des Lokomobilkessels von der auf ihm untergebrachten Dampfmaschine ferngehalten werden. Der Zylinder kann sich bei der bekannten Anordnung einseitig in Längsrichtung gegenüber dem Kessel verschieben.It is also known to turn the cylinder on your locomobile To arrange the boiler firmly on one side, while the other end of the cylinder under mediation is mounted by handlebars so that the displacements caused by thermal expansion the locomotive boiler kept away from the steam engine housed on it will. In the known arrangement, the cylinder can extend on one side in the longitudinal direction move towards the boiler.

Schließlich ist es auch bekannt, bei Kolbenkraftmaschinen den Zylinder an dem Rahmen so zu befestigen, daß zwischen den einen Zylinderflansch und das entsprechende Widerlager des Maschinengestelles Pendelstützen oder Kugellager eingeschaltet werden, um Verzugserscheinungen begegnen zu können, ebenso ist es auch bekannt, bei Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere stehender Bauart, den Zylinder nur in seinem mittleren Bereich beweglich in Bolzen aufzuhängen, wobei eine ungehinderte radiale Ausdehnung des Zylinders erfolgen kann. Bei sehr großen Kolbenmaschinen, insbesondere bei solchen der liegenden Bauart mit mehreren hintereinander angeordneten Zylindern, also beispielsweise bei Kolbendampfmaschinen, die mit einem in Zylinderlängsrichtung angesetzten Kolbenverdichter verbunden sind, können jedoch diese bekannten Bauweisen die vorkommenden Dehnungen und Verwerfungen nicht unschädlich machen. Bei derartigen Maschinen, die über außerordentliche Baulängen verfügen, treten nämlich während des Betriebes nicht nur Längsdehnungen des Zylinders, sondern vor allem auch im Maschinengestell Verwerfungen ein, die den Gesamtaufbau der Maschine, insbesondere aber die zufriedenstellende Arbeit des gleichachsig mit der Maschine verbundenen Kolbenverdichters empfindlich stören müßten und unter Umständen sogar einen Dauerbetrieb einer solchen Anlage in Frage stellen könnten.Finally, it is also known to use the cylinder in piston engines to be attached to the frame so that between the one cylinder flange and the corresponding Counter bearings of the machine frame, pendulum supports or ball bearings are switched on, in order to be able to counteract warpage, it is also known in internal combustion engines, especially in the upright design, the cylinder can only be moved in its central area hang in bolts, allowing unimpeded radial expansion of the cylinder can be done. With very large piston engines, especially with those of the horizontal type with several cylinders arranged one behind the other, So, for example, with piston steam engines that have a cylinder in the longitudinal direction attached reciprocating compressors are connected, but these known designs can do not render the occurring elongations and distortions harmless. With such Machines that have extraordinary overall lengths occur during of the operation not only longitudinal expansion of the cylinder, but above all also in the Machine frame warps that affect the overall structure of the machine, in particular but the satisfactory work of equiaxed with the machine Piston compressor would have to interfere sensitively and under certain circumstances even continuous operation such a facility could question.

Nach der Erfindung wird diesen Schwierigkeiten, die durch die bisher bekannten Bauweisen nicht zu beseitigen sind, dadurch abgeholfen, daß die Zylinder an ihren Enden oder nur in ihrer Öuermittelebene im Rahmengestell der Maschine in Pendelschrauben oder -stützen gelagert sind, so daß sie unter dem Einfluß von Verwerfungserscheinungen mindestens in einer horizontalen Querebene und nach oben ausweichen können. Diese Anordnungsweise verhindert es, daß Verwerfungen sich auf die Führung der Kolbenstange übertragen und damit zu Klemmungen und Betriebsschwierigkeiten führen. Je nach den besonderen Betriebsbedingungen, unter denen eine solche Maschinenanlage zu arbeiten hat, können die Pendelschrauben oder -stützen stetig gekühlt oder beheizt werden, woraus sich die Möglichkeit ergibt, die Verwerfungsspannungen geringer zu halten. Mit Vorteil kann schließlich jeder Zylinder in einem aus zwei in der waagerechten Ebene verschraubten Tragschalen bestehenden Zylindertragteil des Rahmengestelles gelagert sein, wobei diese Tragschalen den Zylinder mit nach innen vorstehenden Befestigungsflanschen mit Spiel halbzylindrisch umfassen und an den Befestigungs- oder Lagerungsstellen des Zylinders mit Kühlräumen versehen sind, um den Abfluß von Wärme von diesen Lagerstellen nach dem übrigen Rahmengestell zu verhindern. An derjenigen Seite des Zylinders, an der dieser über seine freie Beweglichkeit verfügt, stellt der ihn umfassende Befestigungsflansch einen Anschlag dar, der ein übermäßiges Ausschwingen des freien Zylinderendes verhindert.According to the invention, these difficulties caused by the hitherto known designs can not be eliminated, helped by the fact that the cylinder at their ends or only in their central plane in the frame of the machine in Pendulum screws or supports are mounted so that they are under the influence of faulting phenomena can evade at least in one horizontal transverse plane and upwards. These This arrangement prevents distortions from affecting the guide of the piston rod transferred and thus lead to jamming and operational difficulties. Depending on the special operating conditions under which such a machine system can work the pendulum screws or supports can be continuously cooled or heated, This makes it possible to keep the fault stresses lower. Finally, each cylinder can advantageously be in one of two in the horizontal Level screwed support shells existing cylinder support part of the frame be stored, these supporting shells the cylinder with inwardly protruding Include mounting flanges with play semi-cylindrical and on the mounting or storage points of the cylinder are provided with cooling spaces to the drain to prevent heat from these bearing points to the rest of the frame. On the side of the cylinder on which it can move freely has, the mounting flange that surrounds it represents a stop that is a Prevents excessive swinging of the free cylinder end.

Schließlich können die Zylinder mittels in ihrer Quermittelebene angeordneter Flansche auch in einem Rahmengestell aus Rohren gelagert sein, die je nach den Betriebsbedingungen stetig gekühlt oder beheizt werden.Finally, the cylinders can be arranged in their transverse center plane Flanges can also be stored in a frame made of tubes, depending on the operating conditions continuously cooled or heated.

Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einigen Ausführungsbeispielen in schematischer Darstellungsweise veranschaulicht. Es zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform, bei der der Dampfmaschinenzylinder an seinem einen Ende fest gelagert ist, während das andere Ende sich frei beweglich innerhalb eines als Begrenzungsanschlag wirkenden Flansches befindet, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Lagerung des Dampfmaschinenzylinders nach Fig. i, Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Zylinder nur in ihrer Quermittelebene mit dem Rahmengestell verbunden sind, Fig. q. eine Ausführungsform, bei der die Zylinder in einem aus Rohren bestehenden Rahmengestell gelagert sind, Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie V-V der Fig. ,I.The subject matter of the invention is shown in the drawing in some exemplary embodiments illustrated in a schematic representation. It shows Fig. I a longitudinal section by an embodiment in which the steam engine cylinder at one end is fixedly mounted, while the other end can move freely within a than Limiting stop acting flange is, Fig. 2 shows a cross section through the storage of the steam engine cylinder according to Fig. i, Fig. 3 an embodiment, in which the cylinders are only connected to the frame in their transverse center plane are, Fig. q. an embodiment in which the cylinders in a tube consisting of Frame are mounted, Fig. 5 shows a cross section along the line V-V of Fig. , I.

Im Triebwerkrahmen i des ersten Ausführungsbeispiels nach Fig. i und 2 ist die Kurbelwelle 2 mit der Treibstange 3 angeordnet, die im Kreuzkopf q. angelenkt ist. Mit dem (Kreuzkopf ist die Kolbenstange 5 verbunden, auf der ein Treibkolben 6 befestigt ist. Die Kolbenstange 5 wird durch einen Tragschuh 7 abgestützt. Unmittelbar mit der Kolbenstange 5 ist eine weitere Kolbenstange 8 gekuppelt, auf der ein Arbeitskolben befestigt ist.In the engine frame i of the first embodiment according to FIGS 2, the crankshaft 2 is arranged with the drive rod 3, which q in the cross head. hinged is. The piston rod 5, on which a drive piston 6 is attached. The piston rod 5 is supported by a support shoe 7. Direct with the piston rod 5, a further piston rod 8 is coupled, on which a working piston is attached.

An den Triebwerkrahmen i ist ein Zylindertragteil befestigt, der aus einer oberen Tragschale io und aus einer unteren Tragschale i i besteht, die in ihrer Längsfuge miteinander verschraubt sind. In diesem Zylindertragteil io, i i ist zur Aufnahme des Treibzylinders 12 ein durch Kegelmäntel 13 und 14 ausgesteifter oder in ähnlich wirkender Weise abgestützter Flansch 15 angeordnet, an dem der Treibzylinder 12 starr befestigt ist. Am anderen Ende ist der Treibzylinder 12 mit Spiel in einem Tragring 16 gelagert, der durch Kegelmäntel 17 und 18 mit dem Zylindertragteil io, i i verbunden ist.A cylinder support part is attached to the engine frame i, which consists of an upper shell io and a lower shell i i, which is in their longitudinal joint are screwed together. In this cylinder support part io, i i is a stiffened by conical jackets 13 and 14 for receiving the drive cylinder 12 or arranged in a similar manner supported flange 15 on which the drive cylinder 12 is rigidly attached. At the other end of the drive cylinder 12 is with play in one Support ring 16 supported by conical shells 17 and 18 with the cylinder support part io, i i is connected.

Das freie im Tragring 16 befindliche Ende des Treibzylinders 12 ist an Pendelschrauben i9 (Fig.2) aufgehängt. Diese gestatten eine freie Ausdehnung des Treibzylinders nach allen Seiten sowie eine genaue Einstellung im betriebswarmen Zustand und übertragen das Gewicht des Treibzylinders 12 mit auf den Zylindertragteil. An Stelle der Pendelschrauben können auch Pendelstützen oder ähnlich wirkende Vorrichtungen vorgesehen werden.The free end of the drive cylinder 12 located in the support ring 16 is suspended on pendulum screws i9 (Fig. 2). These allow free expansion of the drive cylinder on all sides as well as an exact setting at operating temperature State and transfer the weight of the drive cylinder 12 to the cylinder support part. Instead of the pendulum screws, pendulum supports or similarly acting devices can also be used are provided.

An den Zylindertragteil io, i i ist die Laterne 2o angeflanscht, die eine Gleitbahn für einen Gleitschuh 7 enthält. An der Laterne ist der Arbeitszylinder 21 befestigt: Der durch die Tragschalen io und ii gebildete Zylindertragteil überträgt sein Eigengewicht und das des Treibzylinders 12 teils auf den Trie'bwerkrahmen i, teils auf die Laterne 2o, die ihrerseits auf dem Fundament abgestützt sind.The lantern 2o is flanged to the cylinder support part io, i i, which a slide for a slide shoe 7 contains. The working cylinder is on the lantern 21 attached: The cylinder support part formed by the support shells io and ii transfers its own weight and that of the drive cylinder 12 partly on the drive mechanism frame i, partly on the lantern 2o, which in turn are supported on the foundation.

Um zu verhüten, daß Wärme vom Treibzylinder 12 auf den Zylindertragteil überströmt und damit die Gefahr eines Verziehens bringt, können die von den 'Kegelmänteln 13 und 14. sowie 17 und 18 gebildeten Räume 22 und 23 von Kühlwasser durchströmt werden. Ebenso können die Pendelschrauben i9 hohlgebohrt und von Kühlwasser oder von einem Heizmittel durchflossen werden, wodurch die Wärmedehnungen der Pendelschrauben den Dehnungen der übrigen :@Taschinenteile angepaßt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.3 sind mehrere Zylinder 24, 25 in einem über die ganze Länge der hintereinandergeschalteten Zylindergruppe durchgehenden, mehrstückigen Rahmen 26, :20, 27 gelagert. Die Zylinder sind jedoch statt mit einem Endflansch mit einem in einer zur Kolbenstange senkrechten Ebene liegenden Mittelflansch 28, 29 mit dem Rahmen 26, 20, 27 starr verbunden, während sich beide Zylinderenden frei dehnen können. In diesem Fall können Aufhängevorrichtungen oder bewegliche Lager für die Zylinderenden wegfallen.In order to prevent heat from flowing over from the driving cylinder 12 to the cylinder support part and thus causing the risk of warping, the spaces 22 and 23 formed by the conical shells 13 and 14 and 17 and 18 can be traversed by cooling water. The pendulum screws i9 can also be hollow-drilled and cooling water or a heating medium can flow through them, whereby the thermal expansion of the pendulum screws is adapted to the expansion of the other: @ machine parts. In the exemplary embodiment according to FIG. 3, several cylinders 24, 25 are mounted in a multi-piece frame 26, 20, 27 that extends over the entire length of the cylinder group connected one behind the other. However, instead of having an end flange, the cylinders are rigidly connected to the frame 26, 20, 27 with a central flange 28, 29 lying in a plane perpendicular to the piston rod, while both cylinder ends can expand freely. In this case, suspension devices or movable bearings for the cylinder ends can be omitted.

Schließlich kann der Rahmen statt aus einem geschlossenen, rohrartigen oder ähnlich gestalteten Körper auch aus offenen Gestängen (Fig. 4, 5) bestehen, z. B. aus Rohren 30, mit denen die Flansche 31 für die Befestigung der Zylinder 32, 33. 34 verschraubt oder verschweißt sind. Diese Rohre 30 können gekühlt oder beheizt sein.Finally, the frame can instead consist of a closed, tubular or similarly designed bodies also consist of open rods (Fig. 4, 5), z. B. from tubes 30, with which the flanges 31 for the attachment of the cylinder 32, 33, 34 are screwed or welded. These tubes 30 can be cooled or be heated.

Aus Fig. 5 geht noch hervor, daß. die Verschraubungen der Zylinder mit den Flanschen 31 des Tragrahmens 30 sich nur auf den Bereich dicht unter- und oberhalb der waagerechten Mittelebene zu beschränken brauchen, was den Vorteil bietet, daß' eine freie Ausdehnung des Zylinders nach oben und unten ermöglicht wird.From Fig. 5 it can also be seen that. the screw connections of the cylinder with the flanges 31 of the support frame 30 need only to be limited to the area just below and above the horizontal center plane, which has the advantage that 'a free expansion of the cylinder is made possible up and down.

Auch der Tragrahmen selbst könnte in an sich bei Turbinen- oder Pumpengehäusen bekannter Weise in seiner waagerechten Mittelebene gelagert sein.The support frame itself could also be used in turbine or pump housings be stored in a known manner in its horizontal center plane.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Lying piston steam engine, whose one behind the other, axially freely expanding cylinders in a line perpendicular to the cylinder axis are connected to the frame, characterized in that the cylinders (i2, 32, 33.34) at their ends or only in their transverse center plane in the frame (io, 11, 30) of the machine are mounted in pendulum screws or supports (i9) so that under the influence of distortion phenomena at least in a horizontal direction Above level and can move upwards.

2. Piston steam engine according to claim i, characterized in that the pendulum screws or supports (i9) depending on the Operating conditions are continuously cooled or heated.

3. Piston steam engine according to claim i, characterized in that each cylinder is mounted in one of two supporting shells screwed in the horizontal central plane (io, ii) existing cylinder support part of the frame, which the cylinder with inwardly projecting mounting flanges (15, 16) with play include semi-cylindrical and which are provided at the fastening or storage points of the cylinder with cooling spaces (22, 23) in order to prevent the flow of heat from these bearing points to the rest of the frame. Piston steam engine according to claim i, characterized in that the cylinders (32, 33, 34) are mounted by means of flanges (3i) arranged in their transverse central plane in a frame made of tubes (30) which are continuously cooled or heated depending on the operating conditions. Cited publications: German Patent Specifications No. 46i 7 5 6, 280 38r.