DE89355C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

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Patentamt)®

Vorliegende^ Erfindung bezieht sich auf eine Kraftmaschine mit vier um die zu treibende Welle gruppirten Cylindern, bei welchen die Kolbenstangen vermittelst geeigneter Organe derart auf die genannte Welle wirken, dafs — während der ganzen Dauer eines jeden Kolbenhubes —. ein wirksamer Druck zum Antrieb dieser Welle zur Geltung kommt.

Auf beiliegender Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch die Achse der Hauptwelle der Maschine, und zwar in einem halb mal gröfseren Mafsstabe als die übrigen Figuren.

Fig. 2 ist eine Hinteransicht im Sinne des Pfeiles y der Fig. 1.

Fig. 3 stellt einen durch die Achsen der Cylinder genommenen Verticalschnitt der Maschine dar, während Fig. 4 einen nach der Linie x*-x⁴ der Fig. 1 ausgeführten Verticalschnitt zeigt.

Fig. 5 stellt in Ansicht, den Regulator ohne den Umsteuerungsmechanismus dar.

Fig. 6 veranschaulicht in Seitenansicht die Art und Weise der Montirung der Maschine, um sie auf ihren Lagern drehen zu können, so dafs die Motorwelle unter verschiedenen Winkeln geneigt werden kann.

Fig. 7' ist eine Oberansicht der nur mit Umsteuerung versehenen Maschine- und
"■■ Fig. 8 zeigt in Oberansicht die Art und Weise, wie die Schieber durch gleichseitige, auf der Hauptwelle sitzende Dreiecke bethätigt werden.

• Im Allgemeinen besitzt die Maschine einen Centralkörper, in welchem die Hauptwelle drehbar angeordnet ist und mit welchem zwei kreuzweise zu einander angeordnete Cylinderpaare verbunden oder aus einem Stück gegossen sind, so dafs die Achsen dieser beiden Cylinderpaare sich in. der Achse der Hauptwelle unter rechtem Winkel kreuzen.

ι stellt den Centralkörper der Maschine dar, 2 die Cylinder, 3 deren Kolben, 4 die Kolbenstangen, die entsprechend je paarweise mit einem rechteckigen Rahmen 5 starr verbunden sind. · Die beiden Rahmen 5 wirken ihrerseits auf gleichseitige, auf der Hauptwelle 7 sitzende Bogendreiecke 6. An der Hinterseite des Maschinenkörpers befindet sich der Schieberkasten oder Dampfkasten 8, von welchem aus Kanäle 9 nach den äufseren Enden der Cylinder führen, während Auspufföffnungen an einem ringförmigen, zu irgend welchem Auspuffrohr 11 (Fig. 8) führenden Kanal 10 vorgesehen sind. Der Dampf gelangt in den Schieberkasten durch ein beliebig angeordnetes Rohr 12, und der Dampf-Ein- und -Auslafs wird durch mittelst an der Hauptwelle 7 sitzender Dreiecke bezw. Excenterscheiben bethätigte Schieber 13 regulirt.

Die Kolben wirken in stetiger Aufeinanderfolge durch Vermittelung der Rahmen auf gleichseitige,, auf der Welle sitzende Bogendreiecke, deren Hebelwirkung derart ist, dafs sie während des ganzen Kolbenhubes einen wirksamen Druck erhalten. . Die Cylinder sind einfach wirkende, indem nur an einer Seite Dampf in dieselben einströmt. . :

Die Schieber 13 gleiten in Führungen 14 (Fig. 8), und je zwei-gegenüberliegende sind

in ähnlicher Weise wie die Kolben an einem Rahmen 15 befestigt, in welchem ein gleichseitiges Bogendreieck 16 angeordnet ist. Die beiden Dreiecke 16 befinden sich an einer die Verlängerung der Hauptwelle 7 (Fig. 1) umgebenden Hülse 17, an deren aufserhalb des Schieberkastens befindlichem Ende, wie aus Fig. ι und 4 ersichtlich, ein Zahnrad 18 befestigt ist.

"Die Welle 7 ragt über das Ende der Hülse 17 hinaus und trägt eine lose Scheibe ig, jenseits welcher ein an der Welle 7 befestigtes Flantschenstück 20 sich befindet, in dessen Flantsch eine Ausbohrung zur Aufnahme eines Stiftes 21 vorgesehen ist, wobei das Ende des letzteren in eine der an der Scheibe ig vorgesehenen Ausbohrungen eingreifen kann.

Das Zahnrad 18 steht mit zwei drehbar auf der Scheibe 19 angebrachten Trieben 24 in Eingriff, die ihrerseits wieder in ebenfalls drehbar auf der Scheibe 19 angeordnete Zahnräder 23 eingreifen. Die Achsen 2 3^X, welche die Räder 23 tragen, treten durch die Scheibe 19 hindurch und tragen je einen Arm 25 von beträchtlichem Gewicht, welcher ähnlicherweise wie der Arm und die entsprechende Kugel eines Centrifugalregulators wirkt. Um jede Achse 23^X läuft eine starke Spiralfeder 26, deren eines Ende am Arm 25 befestigt ist, während ihr anderes Ende an einem mit der Scheibe verbundenen Winkelstück 27 festgehalten wird.

Die Wirkungsweise des Regulators ist folgende:

Der'Zapfen bezw. Stift 21 verbindet die lose Scheibe ig mit dem auf der Welle 7 befestigten Flantschenstück 20 und bewirkt so die Mitnahme der Scheibe ig, sobald die Welle 7 rotirt. Der Eingriff des an der mit den Dreiecken 16 versehenen Hülse 17 angebrachten Zahnrades 18 mit den auf der Scheibe 1 g sitzenden Zahnrädern ruft somit den Antrieb der Dreiecke 16 hervor. Wenn nun die Umfangsgeschwindigkeit der Welle eine Gröfse erreicht, bei der die auf die Gewichtsarme wirkende Centrifugalkraft die Spannung der Feder 26 zu überwinden vermag, so bewegen sich die freien Enden der Arme radial nach aufsen, wodurch die Zahnräder 23 in geringem Mafse gedreht werden und dem Zahnrad 18 eine entsprechende Umdrehung ertheilen, so dafs die Dreiecke 16 etwas um die Hauptwelle herum verschoben werden, d. h. eine zu ihrer Anfangslage etwas veränderte Stellung einnehmen werden und so ihre Wirkung auf die Schieber verändert wird.

Der Zweck der Triebe 24 besteht darin, durch die Bewegung der Scheibe 19 die Hülse 17 zugleich mit der Hauptwelle in Bewegung zu setzen und dem Rollen der Zahnräder 23 über das Zahnrad 18, das aus der concentrischen Anordnung hervorginge, falls besagte Zahnräder 23 direct mit dem centrischen Rad in Eingriff ständen, vorzubeugen. Der Zweck der Verwendung zweier Gewichtsarme und zweier Zahnräderpaare beruht lediglich auf der Ausbalancirung der Construction.

Durch Entfernen des Zapfens oder Stiftes 21, Drehen der Scheibe 19 um i8o° und nunmehriges Wiederverbinden der einzelnen Theile mittelst des Zapfens 21 wird die Maschine umgesteuert, indem nämlich die Dreiecke 16 zugleich von der Scheibe 19 mitgenommen und so um i8o° verdreht werden.

Fig. 7 veranschaulicht eine Construction, bei welcher nur die Umsteuerungsvorrichtung angewendet ist, während der Regulator weggelassen ist. Hierbei ist eine der Scheibe 19 entsprechende Scheibe I9^X an der Hülse der Dreiecke 16 befestigt und kann durch einen Zapfen oder Stift mit dem Flantschenstück vereinigt werden.

Fig. 5 zeigt die directe Befestigung der Scheibe 19 an der Hauptwelle durch eine Stellschraube, wobei aber die Umsteuerungsvorrichtungen weggelassen sind. Es wäre jedoch bei dieser Anordnung möglich, die Umsteuerung durch Lösen der Stellschraube, Drehen der Scheibe um i8o° und nunmehriges festes Anziehen der Stellschraube zu erzielen. Die Federn 26 haben natürlich den Zweck, die Gewichtsarme einwärts zu ziehen, sobald die Bewegung der Maschine sich verlangsamt, wozu eine beliebige Art der Anordnung der Federn gewählt werden kann. ' .

Die Dreiecke 16 befinden sich innerhalb zweier Rahmen in derselben Weise wie die von den Kolben bethätigten Dreiecke, und ihre Stellung .ist analog derjenigen der letzteren, wie aus Fig. 3 ersichtlich.

Statt der Dreiecke i6' können auch Excenter zur Bethätigung der Schieber verwendet werden, welch letztere mit den Rahmen durch Gelenke verbunden sein können.

Fig. 3 und 6 erläutern die Art einer anderen Aufstellung der Maschine.

Ein geeigneter Lagerbock 28 läuft nach oben in zwei Lager 29 aus, welche zur Aufnahme der zwei horizontal gestellten, durch Deckel 30 gegen seitliche Verschiebung geschützten Cylinder dienen. Diese Construction ermöglicht es, die Hauptwelle unter beliebigem Neigungswinkel zur Horizontalen einzustellen. Die Sicherung der einmal gewählten Stellung der Cylinder in ihren Lagern geschieht mittelst Stellschrauben 31.

Diese Art der Aufstellung ist zur Bewegung von Drillbohrern in Bergwerken und für ähnliche Verwendungen sehr geeignet.

Vorliegende Anordnung, wonach die vier Cylinderachsen in einer Ebene liegen, ist die günstigere, wiewohl sie für vorliegende Erfindung von unwesentlicher Bedeutung ist.

Claims (2)

Selbstverständlich arbeitet bei vorliegender Construction immer nur ein Kolben auf einmal,-so dafs seine Wirkung nur während einer Viertelsrotation stattfindet. Bei allen bis jetzt bekannten Viercylindermaschinen ist die Hauptwelle mit Kropf kurbeln versehen, auf welche die Kolben vermittelst Kreuzschleifen wirken. Eine solche Construction weist natürlich alle die Dampfmaschine mit Kurbeln begleitenden Uebelstände auf. Durch Anwendung aber der gleichseitigen Bogendreicke wird nicht nur das Vorhandensein von Kropf kurbeln an der Hauptwelle, welche die ganze Construction steifer macht, vermieden, sondern es wird eine wirksame und viel gröfsere Kurbelkraft beinahe während des ganzen Kolbenhubes erzielt. : Dafs durch die Anwendung eines Bogendreieckgetriebes anstatt der gewöhnlichen Kreuzschleifen und Kropf kurbeln eine viel gröfsere Kurbelkraft erzielt wird, geht ohne Weiteres aus dem durch Fig. 9 dargestellten Diagramm hervor, in welchem der Halbkreis AMO den während eines Kolbenhubes durch einen Kropfkurbelzapfen zurückgelegten Weg darstellt, während die gothisch gewölbte Linie A-B-Ml-Bl-0 den Weg angiebt, welchen bei einem Bogendreieck der Berührungspunkt desselben mit dem entsprechenden Rahmen während eines Kolbenhubes beschreibt. : Angenommen, jeder Kolbenhub sei in beiden Maschinen gleich, so wird bei der Maschine mit Kreuzschleifen und Kropfkurbeln der gröfste Kurbelarm gleich 1 sein, während bei der Maschine mit Bogendreiecken, deren Kolbenhub ebenfalls gleich 2 ist, der gröfste Kurbelarm gleich 1,732 ist. Wie aus beiliegendem Diagramm hervorgeht, beträgt der Kurbelarm schon 1 nach ljsdes Kolbenhubes (d. h. das Maximum bei einer Maschine mit Kreuzschleifen urid Kropf kurbeln). Er bleibt gröfser als 1, bis der Kolben 7/8 seines Hubes ausgeführt hat, so dafs während 3/4 des Kolbenhubes der Kolben auf einen Kurbelarm wirkt, der gröfser ist als das Maximum des Kurbelarmes bei einer Maschine mit Kreuzschleifen und Kropfkurbeln. Die Flächendifferenz, die sich in Fig. 9 aus den Differenzen der die Kurbelarme in den verschiedenen Stellungen des Kolbenhubes angebenden Ordinaten ergiebt, stellt den Gewinn dar, der durch die Anwendung des Bogendreieckgetriebes erzielt wird. Pa τ ε ν τ-A ν s ρ R O c η ε :

1. Kraftmaschine mit vier einfach wirkenden, paarweise um eine Welle derart angeordneten Cylindern, dafs die Achsen der beiden Cylinderpaare sich unter rechtem Winkel kreuzen und die Kolben, auf einander folgend, je während ^J/₄ Umdrehung auf die Hauptwelle wirken, dadurch gekennzeichnet, dafs die je zwei Kolbenstangen eines Cylinderpaares verbindenden Rahmen (5) auf je ein gleichseitiges Bogendreieck (6) (statt auf Kurbeln) wirken, zum Zwecke, den Hebelarm des auf die Hauptwelle zu übertragenden Drehmomentes und somit die Druckverhältnisse günstiger zu gestalten.

2. Eine Steuerung der Maschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anordnung zweier gleichseitiger Bogendreiecke (16) auf der Welle (7) innerhalb zweier in einem-Schieberkasten untergebrachten und je die einem Cylinderpaare entsprechenden Vertheilungsschieber verbindenden Rahmen (.15), so dafs jeder der vier Vertheilungsschieber je nur bei einer Viertelumdrehung der Welle (7) in den entsprechenden Cylinder Dampf einströmen läfst, wobei die Dreiecke (16) derart mit der Welle (7) verbunden sind, dafs ihre Lage auf der Welle von aufsen zur Regelung und Umsteuerung der Maschine verändert werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.