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Zylinderdeckelbefestigung für stehende Dampfmaschinen und Dampfmotoren
Bei stehenden Dampfmaschinen und Dampfmotoren wird der Frischdampf in den Zylinderdeckel
eingeführt, so daß dieser zum heißesten Teil der Maschine und damit zu einem hochwertigen
Konstruktionsteil wird. Die Zylinderdeckel werden als Blockdeckel und Einzeldeckel
ausgeführt. Der Blockdeckel hat den Nachteil, daß die Wärmedehnungen schwer zu beherrschen
sind und der Einzeldeckel, daß die Baulänge der Maschine sehr groß wird.
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Es ist daher zweckmäßig, eine Zylinderdeckelbefestigung vorzusehen,
bei der die Deckel in ihrer Gesamtheit oder gruppenweise indirekt durch eine auf
ihnen aufliegende Platte od. dgl. mit dem Maschinengehäuse verschraubt sind, wie
dies bei Verbrennungskraftmaschinen an sich bekannt ist. So ist beispielsweise für
einen luftgekühlten Brennkraftmaschinenzylinder mit Umfangs- und Bodenrippen vorgeschlagen
worden, den Zylinder in einen rohrförmigen Luftführungsmantel durch eine über die
Bodenrippen gelegte Platte mittels am Kurbelgehäuse befestigter Zugbolzen gegen
einen Bund des Luftführungsmantels zu pressen. Bei einer anderen bekannten Verbrennungskraftmaschine
geht der Vorschlag dahin, die Zylinder gruppenweise in einem kastenförmigen Tragkörper
anzuordnen, wobei dieser Tragkörper Querträger aufweist, gegen die sich die Zylinderdeckel
gemeinsam abstützen.
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Bei einer Dampfmaschine bzw. einem Dampfmotor ergeben sich aber insofern
noch weitere Schwierigkeiten, als einerseits die normalerweise nur roh zu bearbeitenden
Zylinderdeckel durch die gemeinsame Platte gleichmäßig gut abgedichtet werden müssen,
andererseits aber aus wirtschaftlichen Gründen übermäßige Anforderungen an die Herstellungsgenauigkeit
der Zylinderdeckel zu vermeiden
sind. Außerdem soll auch .die Möglichkeit.
bestehen, daß Zylinder, die mit unterschiedlichen Dampfzuständen arbeiten, bei denen
also die Kompression und der schädliche Raum verschieden auslegbar sein müssen,
durch eine gemeinsame Platte verspannt werden können.
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Um all diesen Gesichtspunkten mit einfachsten Mitteln Rechnung zu
tragen, wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Anpreßdruck der Platte
auf die Zylinderdeckel über in der Platte angeordnete Stiftschrauben übertragen
wird, die über halbkugelige Pfannen auf die Zylinderdeckel drücken und ein Nachstellen
des von der Platte auf die Zylinderdeckel ausgeübten Druckes gestatten. Hierbei
ist es ein weiteres wichtiges. MezIanat, daß, in Weiterbildung der Erfindung, gleichzeitig
die Zylinderdeckel durch die Druck- und/oder Stellschrauben auch gegenüber der Verspannplatte
fixiert sind; hierdurch soll verhindert werden, daß die Deckel sich beim Lauf der
Maschine verschieben. Durch die Anordnung von verstellbaren Druckschrauben entsteht
ein Zwischenraum zwischen der Verspannplatte und, den Zylinderdeckeln, der, in weiterer
Ausigestaltwng, der Erfindung zur Aufnahme von Isoliermaterial dient. Die Verspannplatte
kann weiterhin zur Aufnahme von zusätzlichen Einrichtungen für die Dampfmaschine
oder den Dampfmotor eingerichtet sein. Durch eine solche Ausbildung der Zylinderdeckelbefestigung
kann der eingeführte Frischdampf sehr hohe Temperaturen aufweisen, ohne daß es zu
schädlichen Wärmespannungen kommt. Die Baulänge der Maschine wird, insbesondere
bei vielzylindrigen Maschinen, klein. Die Bauhöhe wird nur unwesentlich vergrößert,
da der Zylinderdeckel an sich kleiner gehalten , werden kann. Weiter wirken sich,
wie bereits angedeutet, Ungenauigkeiten in der Bearbeitung nicht so schädlich aus
wie bei der bisherigen Zylinderdeckelbefestigung.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Hiexbei zeigt Fig. i eine Ansicht einer Zylinderdeckelbefestigung eines
dreizylindrigen Dampfmotors, teilweise im Schnitt, bei Anwendung einer unmittelbar,
d. h. ohne Druckschrauben; über die Zylinderdeckel gelegten Verspannplatte, Fig.
2 die zugehörige Draufsicht, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig.
2, Fig. 4 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Zylinderdeckelbefestigung bei einem
dreizylindrigen Dampfmotor, gleichfalls teilweise im Schnitt, jedoch unter Anwendung
von verstellbaren Druckschrauben zwischen den Zylinderdeckeln und der gemeinsamen
Verspannplatte, Fig. 5 die zugehörige Draufsicht.
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Bei dem nur vergleichsweise mitdargestellten Dampfmotor nach Fig.
i sind die drei Zylinder durch je 'einen Deckel i abgedeckt, über die eine ihnen
gemeinsame Platte 2 gelegt ist. Diese Platte dient, wie dies bei Verbrennungskraftmaschinen
an sich bekannt ist zur eigentlichen Befestigung der Deckel, .die für sich nicht
mit dem Maschinengehäuse 3 verschraubt sind. Zu diesem Zweck wird die Platte :2
durch Stiftschrauben 4 mit Muttern 5, die am Maschinengehäuse 3 befestigt sind,
gegen die Deckel gezogen, so daß letztere fest auf ihren Sitz am Zylinder gedrückt
werden. Die Platte 2 ist mit Warzen 6 zur Aufnahme der Stiftschrauben und mit diese
verbindenden Längsrippen 7 und Querrippen 8 (Fig. 2) versehen, so daß sie biegungssteif
ist und den auf sie wirkenden wechselnden Dampfdrücken standhalten kann. Damit beim
Lauf der Maschine die Deckel i sich nicht verschieben können, sind sie gegenüber
der Platte 2 in geeigneter Weise fixiert. Diese Fixierung kann beispielsweise durch
Paßbolzen 9 (Fig. 3) erfolgen, von denen für jeden Zylinderdeckel zwei vorgesehen
sind. An Stelle der Platte 2 kann auch ein anders geeignetes Konstruktionselement,
das den von den Stiftschrauben ausgeübten Druck auf die Zylinderdeckel überträgt,
verwendet werden. Bei vorstehender Art der Zylnderdeckelbefestigung müssen jedo.dh
die Oberkanten der Zylinderdeckel i jeweils in: gleicher Höhe Diagen, demlit eine
gute Auflage der Platte 2 gesidhert,.ist, was im vorstehenden Fall bei großem Kostenaufwand
eine hohe Herste141ungsgenauigkeit erfordern würde. Außerdem könnte eine derartige
Verspannung der Zylinderdeckel nur dann zur Anwendung 1wmmen, wenn sämtliche Zylinder
denn gleichen Darmpfzwstand . aufweisen, d. h. mit gleidhern Gegendruck gefahren
werden, was keinesfalivs,immer notwendig oder erwünscht ist. Um übermäßige Anforderungen
an die Herstellungsgenauigkeit der Zylinderdeckel zu vermeiden und auch Zylinder
mit verschiedenen Dampfzuständen mit einer gemeinsamen Zylinderdeckelverspannung
ausstatten zu können, wird daher erfindungsgemäß eine Konstruktion vorgeschlagen,
wie sie in Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Hier wird der Anpreßdruck der Platte 2
auf die Zylinderdeckel i nicht direkt, sondern, über Stiftschrauben, io übertragen;
die in die Platte :2 bzw: in die etwas verstärkten Rippen 7 so eingeschraubt sind,
daß sie oben und unten vorstehen. Ihr oberes Ende ist mit einem Vierkant i i und
ihr unteres Ende mit einem Zapfen 12 versehen, der mit Spiel in ein halbkugelförmiges
Druckstück 13 eingesetzt ist. Das Druckstück 13 liegt in einer halbkugelförmigen
Pfanne 14 des Zylinderdeckels, so, daß die Verbindung zwischen Stiftschraube und
Zylinderdeckel etwas gelenkig ist. Von diesen Stiftschrauben io sind für jeden Zylinderdeckel
zweckmäßig vier vorhanden. Bei der Befestigung der auf die Zylinder aufgelegten
Deckel i werden zunächst die Stiftschrauben io mittels des Vierkantes i i so gleichmäßig
eingestellt, daß ihre unteren Enden in gleicher Höhe aus der Platte 2 herausragen.
Dann wird die Platte so auf die Zylinderdeckel gelegt, daß sich die halbkugelförmigen
Druckstücke- 13 in -die halbkugelförmigen Pfannen 14 der Zylinderdeckel einlegen.
Darauf werden die Muttern 5 der Stiftschrauben 4 angezogen und der Anpreßdruck der
Stiftschrauben io an die Zylinderdeckel durch Einzeleinstellung
derselben
gleichmäßig verteilt. Die Stiftschrauben io übernehmen auch gleichzeitig die Aufgabe
der Paßbolzen 9 nach dem ersten Ausführungsbeispiel, da sie ebenfalls die Lage der
Zylinderdeckel i gegenüber der Platte z fixieren. Durch die Anordnung der Stiftschrauben
io an der Platte .2 entsteht zwischen letzterer und den Zylinderdeckeln ein Zwischenraum
15, der mit Isoliermaterial ausgefüllt werden kann.
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Besitzt die Dampfmaschine bzw. der Dampfmotor eine größere Anzahl
Zylinder, dann werden diese vorteilhaft in zwei oder mehrere Gruppen zusammengefaßt
und jede Gruppe mit einer Platte versehen, welche die zugeordneten Deckel auf die
Zylinder aufpreßt. Hierbei ist es nicht nötig, daß jede Platte zur Befestigung einer
gleichen Anzahl Zylinderdeckel dient. Die Platten 2 können oben zur Aufnahme von
Zusatzeinrichtungen für die Dampfmaschine oder den Dampfmotor eingerichtet sein.
Solche Zusatzeinrichtungen sind beispielsweise die Welle zur Betätigung von Entwässerungsventilen,
zur Ventilbetätigung usw.