DE94883C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAM

Die vorliegende Erfindung ist anwendbar für Pumpen, Luftcompressoren, Wassermesser, Dampf- und andere Maschinen oder Motoren. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf eine neue und vereinfachte Anordnung von Constructionsfheilen, durch welche die Zahl der arbeitenden Elemente vermindert und eine sicherere Wirkung erreicht werden soll.

Für die praktische Ausführung dieses Erfindungsgegenstandes werden zwei concentrische Kolben benutzt, von denen also der eine innerhalb des anderen liegt bezw. je nach der Natur der betreffenden Maschine innerhalb der Pumpe oder des Maschinencylinders arbeitet.

Diese beiden Kolben sind durch einen Hebel und einen Lenker beweglich mit einander verbunden und mit dem.,Kurbelzapfen der Antriebswelle durch eine gemeinsame Pleuelstange gekuppelt, an welcher der oben genannte Hebel derart angeordnet ist, dafs beide Kolben im Innern des Cylinders eine hin-und hergehende Bewegung erhalten; gleichzeitig erfahren diese Kolben eine relative Verschiebung gegen einander. Diese Relativbewegung der Kolben in Verbindung mit geeignet angeordneten Ein- und Auslassöffnungen , in beiden Kolben und im Cylinder ermöglichen ein sicheres Zuströmen und Abfliefsen des betreffenden Mittels.

Zum besseren Verstä'ndnifs des Erfindungsgegenstandes soll die Wirkung desselben an einer Pumpe unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert werden.

Fig. i, 2 und 3 veranschaulichen verschiedene Stellungen der Kolben.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der Maschine; die Pleuelstange ist im Querschnitt dargestellt.

Fig. 5 ist ein verticaler Längsschnitt durch den äufseren Kolben.

Fig. 6 bis 11 zeigen die Pleuelstange und den zur Verbindung dienenden Lenker.
¹ Fig. 12 ist eine Ansicht einer Pumpe, welche direct durch eine Dampfmaschine betrieben wird; hierbei ist angenommen, dafs beide Theile, Pumpe und Dampfmaschine, mit der neuen Verbundkolbenanordnung versehen sind.

Fig. 13 veranschaulicht den vorliegenden Erfindungsgegenstand in seiner Anwendung auf Wassermesser.

In allen Figuren sind gleiche Theile mit gleichen Buchstaben bezeichnet.

Mit α b sind die beiden Ventilkolben benannt, von denen der äufsere α in den Cylinder c eingesetzt ist und im Innern desselben arbeitet. Der Cylinder c, von welchem auf der Zeichnung nur die Innenwandungen angedeutet sind, ist mit geeigneten Steueröffnungen c¹ versehen. Wie ersichtlich, sind nur die Enden des Kolbens α gegen den Cylinder c abgedichtet, und an der Peripherie ist eine ringförmige Aussparung a¹ vorgesehen, deren Länge ungefähr dem Hube der Kurbel plus der Breite der Steueröffnung entspricht; diese Aussparung führt zu einer Anzahl von Steueröffnungen α², welche in den Innenraum des genannten Kolbens α ausmünden. Das hintere Ende des Kolbens a, welches die erwähnten Steueröffnungen α² enthält, ist ringförmig gestaltet und innerhalb desselben gleitet der gut abgedichtete innere Kolben b. Die Druckfläche beider Kolben ist gleich grofs gewählt, um die auf die gemeinsame Pleuelstange ausgeübten Wirkungen auszugleichen. Der innere Kolben b

ist mit einer Anzahl von Steueröffnungen b¹ versehen, welche den Oeffnungen d¹ in dem äufseren Kolben α entsprechen. Das mit dem Kolben b verbundene Ende der Pleuelstange d weist eine T-förmige Gestalt auf und ist mit zwei Augen versehen; diese Pleuelstange ist durch einen in das eine Auge eingreifenden Zapfen e mit dem äufseren Kolben α und durch einen in das andere Auge eingreifenden Zapfen f mit einem gabelförmigen Lenker g verbunden, welch letzterer durch einen Zapfen h an den am mittleren Kolben b befestigten Klotz i angelenkt ist. Das andere Ende der Verbindungsstange d ist mit dem Zapfen k¹ der Kurbel der Antriebswelle k in irgend einer geeigneten Weise verbunden. Die Wirkungsweise der Pumpe ist folgende:

Die^ Kurbel dreht sich in der Richtung des Pfeiles (Fig. i, 2 und 3), und wie aus den Fig. ι und 2 ohne Weiteres hervorgeht, wird bei der Ueberführung des Kolbens und der Kurbel aus der Anfangsstellung Fig. 1 in die Stellung Fig. 2 (also nach halbem Hube) ein theilweises Vacuum zwischen dem Kolben und dem geschlossenen Ende des Cylinders gewählt, welches infolge der gleichzeitig stattfindenden Verbindung der Steueröffnungen b^l mit der mittleren oder Kurbelkammer eine Saugwirkung ausübt und das Wasser aus der letzteren Kammer durch die Oeffnungen b¹ in den Raum hinter die Kurbel drückt.

Wenn die Kurbel beim Auswärtshube in die Todtpunktlage kommt, so hat sich der innere Kolben b gegenüber dem äufseren Kolben α derart verschoben, dafs die Verbindung zwischen den OefFnungen b¹ und der mittleren Kammer unterbrochen ist, und beim Einwärtshube werden die Kolben allmählich in die Stellung Fig. 3 gebracht und dadurch eine Verbindung zwischen den Oeffnungen a~ b¹ und der Steueröffnung c¹ in dem Cylinder c geschaffen, oder mit anderen Worten, es wird zwischen der Wasserkammer hinter den Kolben und der Auslafsöffnung im Cylinder eine Verbindung hergestellt.

Es braucht nur erwähnt zu werden, dafs die Wirkung der Kolben und die Bewegungsrichtung der Kurbel bei einem Luftcompressor mit der vorstehend für Pumpen beschriebenen Wirkung identisch ist.

Bei Dampf- oder sonstigen Kraftmaschinen oder Motoren sowohl wie auch bei Wassermessern sind die Wirkung und die Bewegungsvorgänge umgekehrt. Für diese letzteren Fälle würde Fig. 3 den Auswärtshub veranschaulichen und das Betriebsmittel würde durch die Steueröffnungen c^l in den Cylinder eintreten und durch die offenen Kanäle a² b¹ hinter die Kolben α und b gelangen. Letztere Kolben werden unter dem Einflufs des von dem Betriebsmittel ausgeübten Druckes nach auswärts getrieben und durch ihre auf die Pleuelstange d ausgeübte gemeinsame Wirkung wird die Kurbel und die Antriebswelle k in Drehung versetzt. Wie ersichtlich, findet nur während des Auswärtshubes ein Antrieb der Kraftmaschine, während des Rückhubes der Kolben hingegen ein Auslassen des Betriebsmittels statt.

Wenn es ermöglicht werden, soll, das Betriebsmittel vor der Vollendung des Auswärtshubes in einer gewissen Stellung der Kolben abzuschneiden, so wird der hintere Theil des äufseren Kolbens α über die Steueröffnungen λ² hinaus entsprechend verlängert, wie es in Fig. 2 durch punktirte Linien a^a angegeben ist. Da das Abschneiden durch die Bewegung des äufseren Kolbens stattfindet, so ist ersichtlich, dafs die Wirkung viel schneller eintritt, als es bei einem gewöhnlichen Schieber der Fall ist. Besonders wird dies dann stattfinden, wenn das Abschneiden bei halbem Hube geschieht, wenn also der Kolben mit gröfster Geschwindigkeit sich bewegt.

Bei der in Fig. 12 veranschaulichten Anordnung ist mit A eine Dampfmaschine und mit B eine Pumpe bezeichnet, welche durch eine gemeinsame, mit aufgekeiltem Schwungrad C versehene Triebwelle mit einander verbunden sind. -D ist das Druckrohr der Pumpe und E das Dampfzuleitungsrohr nebst Einlafsventil für die Dampfmaschine.

Obgleich ein einziger Cylinder für sich angewendet werden kann, so ist es in den meisten Fällen doch vortheilhafter, zwei oder mehr Cylinder A vorzusehen, von denen jeder mit Verbundkolben ab versehen ist, die in der in Fig. 13 angegebenen Weise auf eine gemeinsame Kurbel einwirken.

Derartige Anordnungen sind wohlbekannt, so dafs eine genauere Beschreibung nicht nothwendig ist.

Die Einzelheiten des vorstehend beschriebenen Erfindungsgegenstandes können in einzelnen Fällen verändert werden, ohne dafs der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Kolbenmaschine,, bei welcher zwei gleichachsige, in einander verschiebbare und gleichzeitig zur Steuerung dienende Kolben α b von gleich grofser Arbeitsfläche derart an eine" gemeinsame Pleuelstange d angreifen, dafs die Componente beider Kraftwirkungen in der Mitte der Pleuelstange liegt.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.